[더테크 이승수 기자] 해외 제품에 의존하고 있는 전동 의수 시장에서 국내 연구진이 단순한 동작 명령으로 정밀한 손끝 집기와 물체 형상에 맞춘 적응형 파지가 가능한 초경량 로봇의수를 개발했다. 특히 단일 구동기로 엄지의 2자유도 움직임을 각각 개별 제어할 수 있는 혁신적 메커니즘을 구현하여 세계 최고 수준의 사용자 편의성과 경량성을 달성했다. 국가과학기술연구회 산하 한국기계연구원 대구융합기술연구센터 의료로봇연구실 신민기 선임연구원 연구팀은 링키지-와이어 복합 구동 방식과 부족구동 메커니즘을 적용해 절단장애인이 단순한 명령만으로도 다양한 물체를 안정적이고 효율적으로 파지할 수 있는 초경량형 로봇의수를 개발하고 실제 사용자 대상 시험평가를 완료했다. 기존 로봇의수의 4절 링크 방식은 고정된 파지 궤적으로 인해 다양한 형상의 물체를 안정적으로 파지하기 어려웠다. 와이어 방식은 물체 형상 적응에는 효과적이나 각 관절의 순차적 구동 특성으로 인해 손끝 집기 동작이나 자연스러운 파지동작 구현에 한계가 있었다. 기계연의 링키지-와이어 복합구동 메커니즘은 두 방식의 장점들을 통합해 4절 링크 방식의 자연스러운 파지 궤적 및 강한 손끝 집기 특성과 와이어 방식의 물체 형상
[더테크 이지영 기자] 자연 태양광에서 안정적으로 높은 광전류를 생성해 효율적으로 수소를 생산하는 기술이 개발됐다. 기존의 복잡한 다중 공정을 단순화해 제작시간을 대폭 단축, 태양광 기반 수소 생산 기술 상용화를 앞당길 것으로 기대된다. 국가과학기술연구회 산하 한국기계연구원 나노융합연구본부 나노리소그래피연구센터 이지혜 센터장 연구팀은 BiVO₄ 광전극의 제조 생산성을 높여 수소 생산을 극대화하는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. BiVO₄는 광흡수도 및 태양광 수소 변환 효율(Solar-to-Hydrogen Efficiency, STH)이 높아 태양광 수전해 기반 친환경 수소 생산 시스템에서 핵심 소재로 주목받고 있는 금속산화물이다. 기존의 BiVO₄ 전구체 용액은 최대 100mM의 농도로만 제조가 가능해 고성능 박막을 형성하기 위해서는 8회 이상의 다중 코팅과 열처리 공정이 반복적으로 필요했다. 이로 인해 공정 속도가 느리고 재료 소모가 많아 생산성이 낮다는 한계가 있었다. 기계연 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 아세틸아세톤(Acetylacetone), 아세틱 애시드(Acetic Acid), 디메틸설폭사이드(DMSO)를 최적의 비율로 혼합한 고농도 B
[더테크 이지영 기자] 한국기계연구원 나노융합연구본부 나노리소그래피연구센터 김관오 선임연구원 연구팀과 세종충남대학교병원 이윤주 교수 연구팀은 고체 생체 시료를 빠르게 분쇄하여 균질한 액상 시료로 전환하는 기계식 전처리 시스템을 개발했다고 29일 밝혔다. 체외진단 시스템 같은 액체 기반 분석 장비에 고체 생체 시료를 적용하기 위해서는 조직 내 결합을 해체하고 균일한 액상 상태로 전환하는 전처리 과정이 필수적이다. 연구팀은 반대 방향으로 회전하는 트윈 스크류(twin-screw) 구조를 적용해 고체 시료에 높은 전단력을 주어 시료를 빠르게 유화하고 균질한 액상 시료로 전환할 수 있는 전처리 시스템을 개발했다. 스크류 내부에 유체가 흐를 수 있는 통로를 함께 설계해 액상화된 시료를 효율적으로 회수하여 시료 손실을 최소화하고 전처리 효율을 극대화할 수 있다는 점이 핵심이다. 기존 고체 시료의 전처리 기술은 장비의 부피가 크고 처리 시간이 수십 분 이상 소요되며 시료 준비부터 장치 작동, 회수 및 세척까지 전 과정에 걸쳐 숙련된 실험 인력의 반복적인 수작업이 요구되어 현장 적용에 어려움이 있었다. 또한 유화 및 균질화를 위해 별도의 효소 처리나 화학약품을 사용하는 방
[더테크 이승수 기자] 세계 최초로 고압수소 충전 중 충전탱크 온도 상승 방지 기술을 국내 연구진이 개발했다. 충전 속도를 단축시키고, 충전 인프라 구축 및 운용 비용 절감이 가능하다. 수소충전 인프라의 안전성과 효율성을 크게 향상시켜 수소 모빌리티 및 충전 인프라 보급이 확산되며 글로벌 수소경제 시장에서의 경쟁력 확보에도 기여할 것으로 기대된다. 한국기계연구원 부산기계기술연구센터 원전기기검증연구실 김대환 책임연구원 연구팀은 비압축성 유체를 활용한 고압 수소 충전 시 온도 상승 방지 기술을 개발하고 350 bar급 수소 충전 모사 시험을 통해 실증을 마쳤다. 수소 충전 시 탱크 내부 온도상승을 5℃ 이내로 억제할 수 있으며, 수소 냉각 없이 충전할 수 있다. 기존의 수소 충전 방식은 충전 중 온도 상승을 억제하기 위해 냉각된(-40℃) 수소를 주입하는 방식을 사용해 왔다. 그러나 이 방식은 충전 시간이 길고 추가 냉각 장치가 필요하여 인프라 구축 및 운용 비용이 증가하는 한계가 있었다. 반면, 본 연구팀이 개발한 기술은 비압축성 유체를 활용하여 충전 과정에서 온도 상승 자체를 원천적으로 방지함으로써 냉각 시스템 없이도 안정적인 충전이 가능하다는 점에서 차별성
[더테크 이지영 기자] 기계연은 기관 고유의 글로벌 협력 프로그램인 'With KIMM, to the World'의 일환으로 이번 협력을 추진했고, 이를 통해 동구권 및 유럽 내 국제공동연구 협력 분야를 더욱 확대하고 향후 “K-Machine”의 세계 진출을 위한 발판을 마련할 것으로 기대된다. 기계연 류석현 원장과 연구진은 3일 슬로베니아 마리보르대학교를 방문하여 연구협력 협약을 체결했다. 이번 협약을 통해 기계연이 자체 개발한 “KIMM Cyber Lab” 프로그램과 마리보르대의 오픈소스 기반 구조 해석 기술을 통합하여 가상공간에서의 기계류 부품의 설계와 메커니즘 구현 기술을 확보하고 인공지능 기반 설계 프로세스 등 구체적인 연구 협력 방안을 도출해 낼 계획이다. 기계연은 그동안 전통적 기계·제조기술 강자인 동구권 국가들과 정밀기계·레이저 분야에서 협력을 다져왔다. 2022년 리투아니아 물리학연구소(FTMC) 협약 체결과 더불어, 2024년에는 체코공과대학교(CTU) 및 국내외 기업과의 5자 협약 체결, 체코과학원 물리학연구소(FZU)와의 협력 등을 추진한 바 있다. 이번 슬로베니아와의 협력은 동구권 국제협력 네트워크를 더욱 확장하는 계기가 될 것으로 보
[더테크 이지영 기자] 국내 연구진이 세계 최고 수준의 대용량 무필터로 초미세먼지 90% 까지 저감하는 기술을 개발했다. 한국기계연구원 친환경에너지연구본부 도시환경연구실 김학준 책임연구원 연구팀은 필터 없이 초미세먼지를 저감할 수 있는 친환경 공기청정 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 정전기력을 활용하면서도 오존 발생을 최소화한 세계 최고 수준의 무필터 공기정화 시스템이다. 극세사 방전극과 비금속 탄소판을 활용해 낮은 전류로 작동하며 필터 없이도 초미세먼지를 90% 이상 제거할 수 있다. 특히 오존 발생 농도가 일반 대기의 1/10 수준인 5ppb 이하로 기존 정전기 방식이 가지고 있던 오존 문제를 해결했다. 이 기술의 강점은 대형 공간에서도 효율적인 공기정화가 가능하다는 점이다. 기존 필터 방식 공기청정기는 필터 막힘으로 인해 공기 흐름이 저하되고 교체 비용이 높아지는 한계가 있었다. 기계연의 기술은 공기의 흐름을 방해하지 않아 대량의 공기를 효율적으로 정화할 수 있으며 필터 교체가 필요 없어 유지비 절감 효과도 크다. 특히 지하철 터널용 장치는 덕트가 필요 없어 제작 비용도 30% 이상 절감됐다. 대전광역시 지하철 서대전네거리역, 오룡역, 중구청역 터널
[더테크 이승수 기자] 한국기계연구원은 2025년 국내 기계산업이 지정학적 리스크, 전방산업의 경기 불황 등의 부정적 요소로 인해 소폭 감소할 것으로 전망했다. 27일 기계연이 발행한 ‘기계산업 2024년 성과와 2025년 전망’에 따르면, 지난해 기계산업은 전방산업의 침체 영향으로 생산은 2.8% 증가한 150조 원을 기록한 것으로 보았다. 수출은 609억 달러, 수입은 3.8% 증가한 538억 달러를 기록했다. 올해는 중동 지역의 대규모 플랜트 수주가 지속될 것으로 보이지만, 지정학적 리스크, 건설경기 불황 장기화, 전기차 시장 침체(캐즘) 지속 등의 부정적 요인이 크게 작용할 것으로 예상된다. 이에 따라 생산과 수출 모두 2024년 대비 감소할 것으로 전망했다. 업종별로 살펴보면 공작기계 분야는 2024년 공작기계 수주 누계액이 전년 대비 2.8% 감소했으며 미국과 중국 등 주요 수출 시장의 위축으로 인해 수출이 13.9% 줄었다. 2025년에는 글로벌 경기 둔화와 트럼프 정부의 보호무역주의 강화 가능성 등 부정적 요인으로 인해 생산과 수출이 3~5% 감소할 것으로 예상된다. 플랜트 분야는 중동 지역의 대형 담수발전 프로젝트 추진으로 인해 전년 대비 수
[더테크 이지영 기자] 국내 연구진이 세계 최초로 이차전지 전극 제조에 롤투롤 호환 플래시 공정을 도입하여 후막 전극의 성능 열화를 획기적으로 억제하는 기술을 개발했다. 연구진은 배터리의 가격은 낮추고 에너지 밀도와 용량은 높이면서도 크기와 무게를 줄일 수 있는 새로운 가능성을 제시했다. 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원 이차전지장비연구실 우규희, 권신 책임연구원 연구팀은 초고속, 대면적 플래시 공정을 활용하여 후막 전극의 열화를 억제하는 전극 활성화 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 후막 전극은 고에너지 밀도를 구현하며 배터리 팩의 층수를 줄여 구조를 단순화하고, 제조 공정을 효율화함으로써 원가를 획기적으로 절감시킬 수 있다는 장점이 있다. 반면 두꺼운 전극 두께로 인해 리튬 이온과 전자의 이동 저항이 증가하고 전해질 침투가 어려워져 율속특성과 수명과 같은 전기화학적 성능이 크게 저하되는 문제가 있어 왔다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 후막 전극에 1밀리초 이내의 순간적인 플래시를 조사했다. 이 과정에서 발생하는 광열 반응은 재료의 탄화, 활물질의 층간 간격 확장, 기공률 증대, 전해질과의 계면적 확대와 같은 반응을 즉각적으로 일으킨다. 이러한
[더테크 이승수 기자] 국내 제조업이 DX(디지털 전환)을 통해 혁신적인 성장을 이루고 있는 가운데 글로벌 경쟁려 확보가 필요하다는 주장이 나왔다. 한국기계연구원은 최근 ‘기계산업 디지털전환 기술 백서’를 발간했다. 이번 보고서는 국내 제조업의 디지털 전환 현황과 미래 발전 방향을 분석하며, AI 디지털전환 기술이 기계산업의 경쟁력을 결정짓는 핵심 요소임을 강조했다. 제조업의 디지털 전환은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 디지털 트윈 등의 신기술을 활용해 생산성을 극대화하고 비용을 절감하는 방향으로 진행되고 있다. 자동화 및 지능형 공정 관리 시스템이 도입되면서 공정의 효율성과 품질도 함께 향상되고 있으며, 글로벌 시장에서도 AI 디지털 제조 혁신이 중요한 흐름으로 자리 잡고 있다. 보고서에 따르면 AI 디지털 전환 기술이 설계부터 생산, 유지보수까지 제조업 전반에 적용되며 산업 패러다임이 변화하고 있다. 산업용 로봇과 디지털 트윈 기술이 빠르게 발전하면서 제조 공정 최적화가 속도를 내고 있고 국내 기업들 역시 이러한 기술을 적극 도입하고 있다. 디지털 전환이 이루어지면서 생산 공정의 효율성이 높아지고, 비용 절감과 품질 향상 효과가 기대된
[더테크 이지영 기자] 온실가스 발생이 없는 재생 가능한 에너지원인 암모니아를 연료로 사용하는 2리터급 엔진이 개발됐다. 이 기술은 향후 차량, 선박, 항공용 모빌리티의 동력원과 산업용 발전기 등 다양한 산업에 원천기술로 활용될 전망이다. 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원 친환경에너지연구본부 친환경모빌리티연구실 박철웅 책임연구원 연구팀과 현대차·기아 전동화설계센터는 세계 최초로 암모니아를 연소실에 고압으로 직접 분사하는 방식의 엔진을 공동 개발했다고 23일 밝혔다. 개발된 엔진의 가장 큰 특징은 수소 운반체인 암모니아를 별도 분해 과정 없이 직접 연료로 사용할 수 있다는 점이다. 출력이 불안정하고 유해배출물 생성이 많은 기체 연료 방식을 개선해 고압 액상 분사 방식을 도입했다. 고압 액상 분사 방식을 사용하면 대용량의 암모니아 연료를 안정적으로 공급할 수 있다. 순수 암모니아만으로도 세계 최고 수준의 비출력을 달성해 별도의 연소 개선 장치나 첨가물 없이 사용 가능하다. 연구팀은 점화장치 개선과 연료분사 시기, 흡배기 밸브 열림시기 최적화로 성능을 한층 높였다. 또한 암모니아 전용 후처리시스템으로 질소산화물과 미연 암모니아의 배출도 최소화했다. 그 결과 열
[더테크 이지영 기자] 고성능 모터 제작이 가능한 자성체 3D프린팅 기술을 국내 연구진이 최초로 개발했다. 미래 모빌리티, 로봇 등에 사용되는 산업용 고성능 모터개발에 활용될 수 있다. 자성체 3D프린팅 전용 장비개발과 특화설계로 금형 없이 복잡한 모터 구조를 구현할 수 있게 됐으며, 제작한 차세대 모터의 출력 성능 평가까지 완료했다. 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원 자율제조연구소 3D프린팅장비연구실 하태호 책임연구원 연구팀은 한국재료연구원 김태훈 책임연구원 연구팀, 가천대학교 김원호 교수 연구팀 등과 협력해 설계, 소재, 공정, 장비를 아우르는 자성체 특화 3D프린팅의 전 주기적 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 기술의 핵심은 자성체 물성을 극대화하는 3D프린팅 장비를 개발해 금형 제작이 필요 없고 2차원 형상 제약을 극복했다. 또한 제한된 공간에서 높은 토크와 출력을 요구하는 로봇, 전기차, 모빌리티 분야에 적합한 축방향 자속 모터 개발에 적용됐다. 그 결과 출력 밀도 2.0kW/L 이상의 성능을 갖춘 500W급 3D프린팅 모터를 구현할 수 있다. 기존 모터는 전기강판 적층이나 분말성형 방식으로 제작되어 금형 사용이 필수적이고 제작 형상 제약이
[더테크 이지영 기자] 생산성을 6.5배 높이고 제조 비용을 대폭 절감할 수 있는 차세대 반도체 패키징 기술이 개발됐다. 300㎜ 원형 웨이퍼를 사용하는 기존 기술의 한계를 넘어 600㎜×600㎜ 크기의 사각형 대형 패널로 높은 생산성과 정밀도를 동시에 구현했다. 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원 자율제조연구소 반도체장비연구센터 송준엽 연구위원, 이재학 박사 연구팀과 한화정밀기계㈜, ㈜크레셈, ㈜엠티아이는 600㎜ 대면적의 패널 위에서 고집적 다차원을 실현할 수 있는 FO-PLP 본딩 및 검사장비와 공정·소재기술 등 핵심 원천기술 및 특허 14건과 실용화 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 연구진은 원형이 아닌 사각형의 600mm x 600mm 대면적 패널을 사용하여 생산성을 극대화했다. 또한 ±5㎛ 이내의 정밀도, 시간당 1만 개 이상의 칩 생산(CPH : Chip Per Hour)이 가능한 높은 생산성의 본딩 장비(한화정밀기계㈜)와 저잔사 고내열성 소재(㈜엠티아이), 1~2㎛급 분해능을 갖는 고속 대면적 검사장비(㈜크레셈)를 통합적으로 개발 및 적용했다. FO-PLP 기술은 칩을 대면적의 패널 위에 재분배하는 과정에서 칩 접착제의 단차, 접착 과정에서의
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