기계설계 기술(실무중심)(공학과 기술 시리즈 3)

필자는 우리 기계 공학도와 현장 기술자들이 4차 산업혁명 시대, 기계 관련 산업을 주도적으로 이끌어가기 위한 4CM 통합 기술을 제안한 바 있다. 즉 CAD(설계, 해석), CAM(경로 생성), CNC(기계 구동), CAT(측정검사, 품질관리) 및 Maintenance(유지보수, 생산관리)의 4CM 기술을 통합적으로 운용하여 기계 관련 산업의 효율성을 강화할 필요가 있다는 것이다. 여기에 더하여 자동화 및 인공지능(AI) 기술을 융합한 스마트 융합 제조 기술로 변화 발전할 필요가 있을 것이다.
공학(머리)과 기술(손)은 창의적 설계에 기반한 숙련 기술의 접목이라는 점에서 스마트 융합 제조를 위한 핵심 도구라 생각된다. 세부적인 기술 항목으로 보면 [5축가공 기술]과 [CAD/CAM 기술] 등 지난 [공학과 기술 시리즈]에 연재하여 출간한 응용 기술과 더불어 이번 [기계설계 기술]은 세상을 풍요롭고 가치 있게 만드는 창의적 제품을 적은 비용으로 질 좋게 생산하기 위한 기본 기술 분야일 것이다.

1장에서는 기계설계 기술을 구현하기 위한 물리량과 단위 체계를 다루었다. 기계공학의 모든 분야가 물리량과 단위 체계로 기술되고 응용된다는 점에서 기본 개념을 충분히 숙지하고 공학적 문제정의에 접근해야 할 것이다. 2장에서는 체결용, 전동용, 축계, 완충 및 제동용, 관용 기계요소 등 기계요소 설계를 다룬다. 각 세부 요소 항목마다 기본 이론과 공식을 이해한 뒤 최근 10년간 국가기술자격시험에 기출된 문제를 중심으로 응용학습을 하도록 하였으며 문제 정의와 단위 통일, 공식에 대입 및 풀이와 같이 일관된 방향으로 문제 해결을 수행하도록 구성하였다. 3장에서는 축, 동력 전달 장치, 바이스 등 기계설계 실무 문제를 다루었다. 특히 기계설계기사 등 관련 국가기술자격 시험의 실기 문제도 해결할 수 있도록 구성하였다. 마지막 4장에서는 3장에서 다룬 예제를 대상으로 유한요소 해석을 통하여 설계적 접근과 해석적 접근을 병행할 수 있는 능력 배양에 중점을 두었다.

독자 제현께서 기계설계 기술을 활용하여 세상을 이롭게 하는 창의적 설계와 효율적 제조 업무를 수행하는데 작으나마 본서가 이바지하기를 바라며 늘 [공학과 기술] 시리즈에 관심을 가지고 응원해 주신 여러분께 감사의 말씀을 전한다.