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Dielectric Strength Test

What Is a Dielectric Strength Test?

Dielectric Strength Test

The dielectric strength test, also known as the insulation resistance test, is a critical examination designed to evaluate the insulation resistance of electrical equipment under its operating voltage.

This test involves applying a voltage to the significantly higher equipment (typically 10 to 20 times) than its normal operating voltage, for a specific duration. The primary objective is to ascertain that the equipment’s insulation is robust and effective.

By conducting this test, it’s possible to identify products with inadequate insulation resistance, which could lead to insulation failure and potentially hazardous accidents. Thus, the dielectric strength test is essential for ensuring the safety and reliability of electrical equipment and components.

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Hardness Test

What Is a Hardness Test?

Hardness Test

A hardness test is an assessment conducted to measure a material’s hardness. This test is critical in industrial applications as it allows for the inference of various mechanical properties from the obtained hardness value.

Characterized by a range of methods and relative simplicity, it is crucial to choose the right test, as definitions and values of hardness can vary significantly depending on the technique used.

Uses of Hardness Tests

Hardness tests are primarily used to estimate mechanical properties such as strength, tensile strength, and wear resistance, based on the hardness value. These tests are advantageous for their speed and simplicity compared to other material tests.

However, for materials with high impurities or complexities, where hardness values alone may be insufficient, additional tests like tensile or impact tests, and metallographic analysis may be necessary.

Principles of Hardness Testing

There are two main principles used in hardness testing:

1. Principle of Indentation Testing

This method involves pressing objects of various shapes into the specimen and determining hardness from the resulting indentation. It’s the most widely used principle for hardness testing.

2. Principle of Dynamic Testing

This method involves striking a sphere against the specimen and determining hardness based on the sphere’s rebound parameters. It’s less accurate than indentation testing but does not damage the specimen.

Types of Hardness Tests

Several common methods are used in hardness testing:

  • Rockwell Hardness Test: Used for heat-treated steel components, measuring hardness based on the depth of an indentation made by a diamond cone or a steel ball.
  • Vickers Hardness Test: Suitable for a wide range of materials, using a diamond pyramid to create an indentation and measuring based on its surface area.
  • Knoop Hardness Test: Similar to the Vickers test but uses a differently angled diamond pyramid, ideal for thin and brittle materials.
  • Brinell Hardness Test: Measures hardness over a broad range, using a steel ball to create an indentation, frequently used for metals like cast iron.
  • Shore Hardness Test: Measures hardness based on the rebound height of a diamond-made sphere, ideal for finished items where surface preservation is essential.
  • Durometer Hardness Test: Used for plastics and rubbers, measuring hardness based on the depth of an indentation made by a needle-shaped cone.
  • Barcol Hardness Test: Used for metals, plastics, and FRP, measuring hardness based on the depth of an indentation made by a needle-shaped cone.
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Thermal Analysis

What Is Thermal Analysis?

Thermal Analysis

Thermal analysis is a collective term for analytical methods that investigate the temperature and time requirements for physical changes in substances during heating or cooling.

Components of Thermal Analysis Instruments:

  • Detection Section: This section, equipped with a heater, sample holder, and detector (sensor), heats and cools the sample while monitoring its temperature and physical properties.
  • Computer Section: Comprising a temperature control unit and a data processing unit, this section regulates the heater’s temperature and processes signals from the detector and temperature sensor, managing everything from data recording to analysis.

Modern thermal analysis devices are designed for efficient temperature control, data recording, and analysis, often featuring integrated control and analysis software.

Uses of Thermal Analysis

Thermal analysis is crucial for determining how material properties and effects vary with temperature. It aids in understanding material characteristics, establishing optimal usage temperatures, and setting appropriate manufacturing temperatures for products.

Materials respond to temperature changes through phase transitions, chemical reactions, and physical alterations. Utilizing thermal analysis to comprehend these responses is essential for developing materials with superior dimensional stability and optimizing processing conditions. It is also used in quality control to ensure that products meet predetermined specifications.

Principle of Thermal Analysis

Thermal analysis encompasses a variety of techniques, each tailored to detect specific physical properties:

  • 1. Differential Thermal Analysis (DTA): Measures temperature differences against a reference substance, indicating changes like glass transition, crystallization, melting, and sublimation.
  • 2. Differential Scanning Calorimetry (DSC): Assesses heat flow differences against a reference, useful for evaluating heat capacity and specific heat, and for observing changes and reactions.
  • 3. Thermogravimetric Analysis (TG): Tracks weight changes, useful for detecting changes like sublimation, evaporation, and thermal decomposition. When combined with other techniques, it provides comprehensive insights.
  • 4. Thermo-Mechanical Analysis (TMA): Measures deformation against temperature, helping to understand phenomena like thermal expansion and glass transition.
  • 5. Dynamic Mechanical Analysis (DMA): Assesses dynamic mechanical properties, such as viscoelasticity, to understand molecular motion, structural changes, and thermal histories.

Other techniques like Evolved Gas Analysis (EGA) are also employed, with the choice of method depending on the sample and objectives. Advanced devices that combine multiple analytical methods have been developed, providing enhanced value and comprehensive insights.

Other Information on Thermal Analysis Measurements

Example of thermal analysis measurement results: Heating a polymer material typically results in a series of transitions: glass transition, crystallization, melting, and eventual oxidation. By analyzing these stages with thermal analysis, sharp transitions in measured values can be observed, corresponding to these phenomena. This analysis aids in characterizing the material in question.

The outcomes of thermal analysis can vary depending on the physical properties being measured. Some methods may show distinct peaks, while others might not detect noticeable changes. Therefore, selecting appropriate measurement techniques based on the objectives and comparing results from different methods is crucial for accurate material evaluation.

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Dimension Measurement

What Is Dimension Measurement?

Dimension Measurement

Dimension measurement involves using specialized instruments and devices to measure the dimensions of parts and products. This process ensures that parts and products conform to their design specifications at various production stages, including during processing, post-processing, and final inspection.

The tools employed in dimension measurement range from calipers and micrometers, which measure length, thickness, and depth, to advanced devices that use image processing to capture and automatically calculate the dimensions of parts and products.

According to JIS Z 8103 Measurement Terminology, measurement is defined as “the expression of a quantity by comparing it with a reference quantity, represented in numerical values or symbols.”

3Dプリントサービス

3Dプリントサービスとは

3Dプリントサービスとは、デザインした3Dオブジェクトを製造委託、依頼するサービスです。

一般的には顧客が3Dモデルを提供すれば、3Dプリンターを使用して出力することが可能です。さまざまなサイズとスケールのモデルの出力を依頼することができ、顧客の要求に合わせてカスタマイズすることができます。このため機器導入のコストやリスクを負うことなく3Dプリント製品を使用することができます。

3Dプリントサービスは複雑な形状の対象物を作製するのに適しています。従来の製造プロセスでは難しい、内部構造や隠れたディテールを持つオブジェクトを製造することが可能です。また、小規模な生産ロットの製造にも適しており、従来の製造方法では時間とコストがかかる場合でも、3Dプリントサービスを使用することで需要に合わせた製品を効率的に提供します。

3Dプリントサービスの使用用途

3Dプリントサービスは様々な用途で使用されるサービスです。以下はその使用用途一例です。

1. 建設業

3Dプリントサービスは建築物や構造物の製造にも活用されています。コンクリートやセメントなどの建材を出力し積層して、建物の部品を自動的に製造することが可能です。これにより、建築物の製造時間が短縮され、建設コストが削減される場合があります。

また、複雑なデザインの建物を造る際にも適しています。縮尺模型を作製する際にも3Dプリントサービスを利用することが可能です。

2. 製造業

自動車業界や医療機器などの分野において、カスタム部品を製造する際に広く使用されます。航空機のエンジン部品や自動車のプロトタイプ部品または医療用の特殊な器具などがその一例です。これにより、小ロットで販売する製品を低コストで製造できる場合があります。

3Dプリント技術によって設計図に合わせて個別に製造可能であり、高い精度と品質が担保されます。また、設計変更が必要な場合でも、3Dプリントサービスを使用して素早く新しい部品を出力することが可能です。

3. 芸術

アートとデザインの分野においても使用される場合があります。複雑な彫刻や立体的なアート作品を創造するために3Dプリントサービスを活用することが可能です。3Dプリントサービスによって従来の製作方法では難しい形状・構造に挑戦でき、作品の自由度が高まります。

4. 玩具

3Dプリントサービスはカスタム玩具を製造するのに理想的な方法です。カスタムフィギュアの製造などがその一例で、自身や子供のために特別なデザインの玩具を製造できます。これにより、創作物や想像した作品を容易に具現化することが可能です。

3Dプリントサービスの原理

3Dプリントサービスを活用する際は、3Dオブジェクトを作製するためのデジタル3Dモデルが必要です。CADなどのデザインソフトウェアで作成され、3Dプリンターに対応したデータ形式 (STLファイルなど) に変換して使用します。

デジタルモデルが準備されたら、3Dプリンターソフトウェアなどでスライシング工程が行われます。これはモデルを複数の薄い水平レイヤーに分解し、それぞれの印刷動作を指示する工程です。

その後、プラスチックや金属を固化させることで具現化する仕組みです。液体レジンをUV光線によって硬化させたり、レーザーによって粉末金属を固化させることで製造します。各層ごとに冷却プロセスを挟み、対象物を安定させます。

全ての層が印刷されたら、現物が完成されている仕組みです。場合によっては、その後着色・塗装工程を追加します。

3Dプリントサービスの選び方

3Dプリントサービスを選ぶ際は、様々な要因を考量する必要があります。以下はその選定要素一例です。

1. 材料

3Dプリントサービスにおいて対応可能な材料を確認します。プラスチックが金属またはセラミックなど、さまざまな材料が利用可能です。最終製品の要求に合った材料が利用可能かを確認することが重要です。

2. オプション

特別な要求などがある場合は、対応可能かを確認します。具体的にはカラーオプションやサイズの調整などがその一例です。これらが必要な場合、3Dプリントサービスの委託先に対応可否を確認します。

3. 納期・費用・品質

委託先が必要な納期に対応可能かも確認することが必要です。また、プリントの材料や複雑さに基づいて料金が設定されることが一般的ですが、価格設定は提供先によって異なります。安価で品質が高い運営会社を選定することが重要です。

モックアップ

モックアップとは

モックアップ (英:Mockup) とは、製品のデザインや外観を仮想的に表現するための模型製作サービスです。

製品のデザインや外観を視覚的に表現するための効果的な手段です。レイアウトや色調などがリアルな形で表現され、デザインの方向性を明確にします。これにより、関係者がどのようにデザインを受け入れるかを評価するかを確認可能です。

モックアップは試作の前段階で製作されることも多いです。モックアップが承認されたら試作段階に進み、実際の機能やユーザーインターフェイスなどを開発するためのプロトタイプを作製します。試作段階ではモックアップから得られたデザインを活用して機能性を追加し、最終的な製品の開発に向けて進行します。

モックアップの使用用途

モックアップは様々な用途で使用されます。以下はその使用用途一例です。

1. 建設業

建築物の外観や内部デザインなどを可視化するために建築モックアップが作製されることもあります。建物の設計段階でクライアントにプロジェクトの見通しを示し、要望出しや微調整を行う際に有利です。

また、モックアップは建材や素材の選定や評価に使用されます。例えば、外壁の石材や床のタイルなどの素材のサンプルを模倣します。選択された材料が建物にどのように見えるかを、実物大のモックアップで確認することが可能です。

2. 重工業

タービンなどの大型機械設計段階では、モックアップを使用して物理的なモデルを作成して検証と評価を行います。これにより、設計の正確性を確認し、問題を特定して修正することが可能です。また、組立作業の流れや手順を評価するために使用されることも多いです。

3. 電子機器

電子製品のユーザーインターフェースや操作性を試すために、電子製品のモックアップが作製されることがあります。ボタンやタッチパネルなどの要素が模倣され、ユーザーの使用感覚をテストすることができます。特に大型電子機器の場合、モックアップが設計段階の一部として必要なことも多いです。

4. ウェブサイト

ウェブサイトのデザイン工程で、ウェブページの外観やレイアウトをモックアップとして作成します。これにより、ウェブサイトのデザインやユーザーインターフェースが可視化され、クライアントに説明することが可能です。デザインの調整や改善ができます。

モックアップの原理

モックアップはデザインやアイデアを視覚的に表現し、具体化するサービスです。デザインプロセスの早い段階から最終的なプロトタイプまで、さまざまな目的に使用されます。アイデアをプロトタイプに変換する前に、モックアップを作成してデザインを確認することが多いです。

モックアップを使用することで、クライアントやユーザーからフィードバックを収集することが可能です。デザインの提案を共有し、意見や改善のアイデアを収集することができます。改善点や問題点を具体化するために使用されるサービスです。

モックアップの種類

モックアップはデジタルモックアップと物理モックアップの2種類に分類されます。

1. デジタルモックアップ

デジタルモックアップはコンピューターソフトウェアを使用して作成され、デジタルファイルとして保存されるモックアップです。デジタルデザインツールやグラフィックソフトウェアを使用して作成されます。デザイン要素などを仮想的に配置し、画面上で視覚的に表現されます。

デジタルモックアップは簡単に修正や変更が可能で、バージョン管理が容易です。ユーザーインターフェースなどをテストするのに適しています。広告やポスターなどの可視化やウェブサイトなどの開発に使用されることが多いです。

2. 物理モックアップ

物理モックアップは、現実の材料を使用して作製されるモックアップです。一般的には紙やプラスチックなどの物理的な材料を使用して作製します。3Dモデルやプロトタイプとして、具体的な形状や寸法を表現します。

主に工業製品や建築プロジェクトにおいて使用されることが多いです。また、電子製品の物理モックアップを作製することで、タッチや操作に対する反応を確認することもできます。リアルな評価と操作性の模倣に優れています。

試作サービス

試作サービスとは

試作サービス (英:Prototype Service) とは、新しい製品やアプリケーションの開発プロセスにおいて、初期の試作品を提供するサービスです。

試作サービスを使用することで、新しい製品が実現可能かどうかを迅速に検証できます。これにより、無駄な時間やリソースを使わずに、有望なアイデアを選別することが可能です。

また、製品開発の初期段階で問題や課題を発見できます。これにより、本格的な開発に進む前にリスクを軽減できます。本格的な開発に比べて比較的低コストで実施でき、予算を効率的に使用しながらプロジェクトを推進可能です。

試作サービスの使用用途

試作サービスは様々な場面で使用することができます。以下はその使用用途一例です。

1. 建築・都市計画

建築プロジェクトや都市開発において、建築物や都市設計コンセプトを可視化して評価するのに役立ちます。建築プロジェクトの場合、建物の外観や内部レイアウトの試作模型を作製し、クライアントがデザインの方向性を確認することが可能です。都市計画においては都市のマスタープランやランドスケープデザインの試作模型により、都市の美的要素を評価できます。

2. 教育機関

教育機関などが新しいカリキュラムや教材を開発する際に使用されます。新しい教育コースの試作を行い、教材内容や形式を評価して学習効果を向上させる調整を行います。また、eラーニングコンテンツやオンライン教材の試作も一般的です。

3. 製品開発

製造業や製品開発分野では、一般的に開発の段階で試作品を製作します。試作サービスによってプロトタイプを製作することで、新しい製品の設計コンセプトを具体化し、設計の問題や改善点を特定することが可能です。試作品を作製して機能などをテストし、製品の生産に向けて設計を調整することができます。

4. アプリケーション

ソフトウェアの開発では、ユーザーインターフェースや機能の設計を試すために試作サービスが使用されます。プロトタイプを作製してユーザーフィードバックを収集し、各種機能を改善します。これにより、ソフトウェアの最終バージョンを開発する前に問題を修正し、コストを節約することが可能です。

試作サービスの特徴

試作サービスはアイデアやコンセプトを迅速に具体化するための手段として、比較的短い期間で試作品を提供するサービスです。アイデアを素早くテストし、開発プロセスを加速できる点が特徴です。テストや改善が容易であり、最終的な製品の品質を向上させるのに貢献します。

また、試作サービスを利用することで、ステークホルダーや専門家などをプロジェクトに巻き込むことが容易となる点も特徴です。可視化することで、フィードバックを収集することが容易になります。プロジェクトを強力に推進する材料となると同時に、最終製品の性能を向上させることが可能です。

試作サービスの選び方

試作サービスを利用する際は、多くの要因を考慮することが重要です。以下は選定要素一例です。

1. 製品種類

製品の種類や性質に応じて試作サービスを選びます。例えば、電子機器の試作には電子プリント基板 (PCB) の試作を提供するサービスがあります。また、機械部品や金属加工製品の試作を提供するサービスも多いです。製品の種類に合わせて適切なサービス提供者を選びます。

2. 技術力

製品の品質と技術的な要件に応じて、試作サービスを提供できるプロバイダーを選びます。高品質な製品を求める場合、技術知識や経験が豊富なサービスプロバイダーを選ぶことが重要です。また、プロジェクトに柔軟に対応できるかどうかも検討ポイントです。

3. 納期

サービスを提供できる納期は重要な要因です。製品をいつ市場に投入するかによって、試作サービスの選択肢が限定されることがあります。急いで製品を開発する必要がある場合、迅速な試作サービスを提供できるプロバイダーを選ぶ必要があります。

4. 予算

予算の制約はプロジェクトの成功に影響を与える要因です。試作サービスのコストはサービス提供者や試作品の種類によって異なります。予算に合ったサービスプロバイダーを選び、プロジェクト全体を予算内で収めることが重要です。

USBコネクタ

USBコネクタとは

USB (英:Universal Serial Bus) コネクタとは、コンピュータや周辺機器間でデータ転送や電力供給を行うための標準的なコネクタ規格です。

USBは様々な種類のデバイスとコンピュータに使用されています。多くの種類が存在しますが、それらは相互に互換性があります。これにより、異なるデバイスを同じコネクタで接続することが可能です。

また、USBコネクタは挿し込みやすく、取り外しも容易です。したがって、非常に広く普及しており、ほとんどのコンピュータやデバイスに搭載されています。デバイス間の接続性を向上させる部品の一つです。

USBコネクタの使用用途

USBコネクタはコンピュータや周辺機器に接続するポートです。以下はその一例です。

1. データ転送

USBコネクタはデータ転送を可能にするために広く使用されます。デジタルデータをコンピュータから外部デバイスに転送したり、逆に外部デバイスからコンピュータにデータを取り込むことが可能です。USBメモリースティックや外部ハードドライブなど、多くのデバイスがUSBコネクタを通じてデータを共有することが可能です。

また、データを高速かつ信頼性の高い状態で転送することができます。ファイルのバックアップやデバイス間のデータ同期など、様々な用途に適したポートです。

2. 充電

USBポートは電力供給も可能なため、多くのデバイスの充電に使用されます。スマートフォンやタブレット、ポータブル充電器などがその一例です。また、Bluetoothヘッドセットなどのウェアラブルデバイスにも充電することができます。

これにより、異なるデバイス間で共通の充電ケーブルを使用でき、利便性とコスト効率が高まります。また、コンピュータのUSBポートを使用してデバイスを充電することも一般的です。

3. ビデオ出力

ビデオデータの転送はHDMIが広く使用されますが、USBコネクタもビデオ出力をサポートしています。スマートフォンなどのデバイス画面を外部ディスプレイに接続することが可能です。プレゼンテーションやゲームの大画面化に使用可能です。

4. ネットワーク接続

USBイーサネットアダプタを使用することで、有線ネットワークと接続することも可能です。特にスマートフォンやタブレットなどのデバイスは内蔵イーサネットポートがない場合があるため、USBを介して外部ネットワークへ接続することも多いです。これにより、信頼性の高い有線接続を確立できます。

USBコネクタの原理

USBはシリアル通信プロトコルを採用しており、データはビット単位で連続的に転送します。データの送受信に使用される信号線があり、通常はD+およびD-の2本の導線が使用されます。データはバイナリ形式で送信され、デバイス間で共通の通信プロトコルを使用して解釈されます。

USBコネクタはホットスワップに対応しています。したがって、デバイスの接続や切断がいつでも可能な点が特徴です。コンピュータの再起動などを実施せずに機器の接続ができます。

また、電力供給も可能で、VCCとGNDの2本の導線を通じてデバイスに電力を供給します。

通常は最大500mAまたはUSB 3.0規格では最大900mAの電流を供給することが可能です。これにより、スマートフォンやキーボードなどの外部ハードウェアが充電や運用に必要な電力を取得できます。

USBコネクタの種類

以下はUSBコネクタの種類一例です。

1. USB Type-Aコネクタ

USB Type-Aコネクタは一般的にコンピュータのUSBポートに使用されます。コネクタはデバイス側に取り付けられることが多く、デバイスをコンピュータに接続する部品です。USBメモリースティックやキーボードなどの周辺機器に使用されます。

2. USB Type-Bコネクタ

Type-Bコネクタははプリンターやスキャナーなどのデバイスへ接続するために使用されます。USBケーブルの片側にType-Aコネクタがあり、もう一方にType-Bコネクタがある変換ケーブルを使用されることが多いです。これにより、コンピュータとプリンタなどを接続することができます。

3. Mini USBコネクタ

Mini USBコネクタは小型化されたUSBコネクタです。かつては携帯電話やデジタルカメラなどの小型デバイスで広く使用されました。現在ではあまり一般的ではありません。

4. USB Type-Cコネクタ

USB Type-Cは小型コネクタとして開発されたUSB規格です。多くの新しいデバイスで使用されており、両端が同じ形状で反転して差し込むことが可能です。高速データ転送や高出力充電などの機能をサポートしており、耐久性も高い点が特徴です。

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3D 프린터

3D 프린터란?

3D 프린터(영어: 3d printer)는 3차원 데이터를 기반으로 인쇄된 단면을 적층하여 입체물을 생성하는 장비입니다.

3D 프린터는 ‘열용융 적층 방식(FDM: Fused Deposition Modeling)’, ‘광조형 방식(SLA: Stereolithography)’, ‘분말 소결 적층 조형 방식(SLS: Selective Laser Sintering)’, ‘잉크젯 방식’, ‘잉크젯 분말 적층 방식’으로 나뉜다. 잉크젯 방식」「잉크젯 분말 적층 방식」의 5가지로 크게 나뉩니다.

가정용으로는 ‘열용융 적층 방식’과 ‘광조형 방식’ 두 가지가 많이 사용되고 있습니다.

3D 프린터의 종류별 용도, 원리, 장점

1. 열용융 적층 방식 (FDM: Fused Deposition Modeling)

  • 사용 용도
    피규어, 모형 등의 제작
  • 원리
    열가소성 수지를 0.5mm 내외의 미세한 노즐을 통해 열가소성 수지를 토출하여 인쇄하는 방식입니다.
  • 장점
    본체가 저렴
    재료가 저렴하기 때문에 저렴한 가격으로 인쇄 가능
    일반적인 용도의 3D 프린터로 주류
  • 단점
    지지재 필요
    인쇄 시 발생하는 적층흔으로 인한 조형물의 외관 악화
    인쇄 가능한 재료
    PLA 수지, ABS 수지 등

2. 광조형 방식 (SLA: Stereolithography)

  • 사용 용도
    모형 및 무대용 소품 등의 제작
  • 원리
    광경화되는 액체 수지에 빛을 쬐어 경화시켜 인쇄하는 방식입니다.
  • 장점
    조형 후 가공이 용이하고 투명한 인쇄물 제작 가능
  • 단점
    인쇄물은 햇빛에 약함
    인쇄물 후처리에 시간이 많이 소요됨
    인쇄 가능한 재료
    에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등

3. 분말 소결 적층 조형 방법 (SLS: Selective Laser Sintering)

  • 사용 용도
    산업기기 부품 및 의료용 임플란트
  • 원리
    분말 형태의 재료를 선택적으로 가열, 소결시키는 것을 한 층씩 반복하여 인쇄합니다.
  • 장점
    지지체 없이도 대규모의 고강도 구조물을 인쇄할 수 있습니다.
  • 단점
    프린터 본체를 포함한 장비가 고가입니다.
    인쇄물의 표면이 거칩니다.
  • 인쇄 가능한 재료
    나일론, 티타늄 등의 금속 재료 등

4. 잉크젯 방식

  • 사용 용도
    의료용 부품 및 소량 제품 제조
  • 원리
    자외선 경화성 재료를 마치 일반 프린터로 인쇄하는 것처럼 2차원 상에 배치한 후 자외선을 조사하여 경화시켜 인쇄하는 방식입니다.
  • 장점
    설치가 용이하고 고해상도 인쇄가 가능합니다.
  • 단점
    인쇄물은 깨지기 쉽고 햇빛에 약합니다.
  • 인쇄 가능한 소재
    에폭시 수지, 아크릴 수지, ABS 수지 등

5. 잉크젯 분말 적층 방식

  • 사용 용도
    의료용 부품 및 소량 제품 제조
  • 원리
    석고 위에 접착제를 배치하고 경화시켜 인쇄를 합니다. 착색제를 사용하여 컬러로 구조물을 만들 수 있습니다.
  • 장점
    설치가 용이하고 고해상도 인쇄가 가능합니다.
  • 단점
    인쇄물의 강도가 낮습니다
  • 인쇄 가능한 재료
    석고, 수지, 금속, 모래 등

3D 프린터 사용법

3D 프린터는 수지를 녹여 설계한 구조물을 적층해 나갈 수 있습니다.

준비해야 할 것들과 실제 절차를 설명합니다.

준비해야 할 것들

  • 컴퓨터
  • 3D 프린터
  • 입체적인 CAD 도면을 설계하기 위한 3DCAD 소프트웨어
  • 슬라이스 소프트웨어
    • 슬라이스 소프트웨어는 3차원 데이터를 공구 경로 데이터로 변환하는 기능을 가지고 있습니다.
  • 필라멘트
    • 필라멘트는 적층하는 재료로, 3D 프린터의 적층 방식에 따라 종류가 다르지만, 초보자라면 PLA 수지나 ABS 수지 등이 많이 사용됩니다.

3D 프린터로 구조물을 적층하기까지의 절차

1. 구조물을 적층하기 위해서는 3DCAD 소프트웨어를 이용하여 3차원 데이터를 생성합니다.

2. 3D 프린터가 3차원 데이터를 읽을 수 있도록 STL 형식의 데이터로 변환합니다.

3. STL 형식의 데이터를 툴패스 데이터로 변환합니다.

4. 3D 프린터 작동

5. 구조물에 지지재로 용착되어 있는 부재를 제거합니다.

6. 버 등을 표면 처리하여 매끄럽게 마무리합니다.

다룰 수 있는 필라멘트 소재

3D 프린터는 장비의 종류나 재료의 용융 방식 등에 따라 취급할 수 있는 재료에 제한이 있습니다.

예를 들어 수지에 대응하는 3D 프린터라면 일반적인 부드러운 수지부터 단단한 수지까지 취급할 수 있습니다. 그리고 금속에 대응하는 타입이라면 금속 구조물을 적층할 수 있는 등 3D 프린터의 종류에 따라 다양한 재료를 다룰 수 있는 타입도 있습니다.

여기서는 다룰 수 있는 필라멘트의 재료로 수지와 금속을 중심으로 설명하겠습니다.

수지 필라멘트

수지 필라멘트의 종류로 초보자부터 상급자까지 많이 사용되는 수지는 PLA 수지와 ABS 수지가 있습니다.

이 외에도 나일론, 석고, 고무, 에폭시 계열 등이 있습니다.

1. PLA 수지
옥수수 등을 주원료로 하는 폴리락산으로 구성된 재생 재료로 합성된 수지입니다.

2. ABS 수지
아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌으로 구성된 합성수지입니다.

금속 필라멘트

금속 필라멘트의 종류에는 스테인리스, 황동, 티타늄, 백금, 은, 금 등이 있습니다.

이 외에도 특수 소재로 청동이 분말로 함유된 필라멘트 등이 있습니다.

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미디어 컨버터

미디어 컨버터란?

미디어 컨버터(Media Converter)는 전기 신호로 정보를 전송하는 금속 케이블과 빛을 매체로 정보를 전송하는 광섬유를 연결하기 위한 장치입니다.

미디어 컨버터는 서로 다른 매체에 의한 신호를 상호 변환하기 위한 장치를 말하지만, 여기서 말하는 매체는 전기신호와 광신호로 한정합니다. 즉, 미디어 컨버터는 전기신호를 광신호로, 광신호를 전기신호로 변환하는 장치로 광 미디어 컨버터 또는 MC라고도 합니다.

미디어 컨버터의 사용 용도

미디어 컨버터는 전기 신호로 정보를 전송하는 금속 케이블과 빛을 매체로 정보를 전송하는 광섬유를 연결할 때 사용됩니다. 전기적 신호를 전송하는 금속 케이블은 전송 거리가 길어질수록 신호가 감쇠되고 전자기 노이즈의 영향을 받기 쉽다. 따라서 전송 가능한 거리는 100m 정도로 제한되어 있습니다.

반면 광섬유를 이용한 광신호 전송은 전자기 노이즈의 영향을 받지 않고 신호의 감쇠가 적어 장거리 전송에 적합합니다. 하지만 전압의 변화를 신호로 전달하는 금속 케이블과 빛의 점멸을 신호로 전달하는 광섬유는 신호의 매체가 다르기 때문에 양자를 연결하기 위해서는 신호를 상호 변환해야 합니다.

그래서 미디어 컨버터를 개입시켜 두 신호를 상호 변환함으로써 각 케이블의 장점을 살린 네트워크 회선을 구축합니다.

미디어 컨버터의 원리

일반적으로 한 쌍의 미디어 컨버터는 금속 케이블로 구축된 두 개의 네트워크를 연결하는 광섬유의 양단에 설치된다. 첫 번째 미디어 컨버터는 금속 케이블의 전기 신호를 광섬유의 광 신호로 변환하는 역할을 합니다. 미디어 컨버터에 입력된 전기 신호는 레이저 다이오드 등의 발광 소자에 전달되어 신호에 맞게 변조된 광신호로 광섬유 케이블에 출력됩니다.

두 번째 미디어 컨버터는 전송된 광신호를 수광 소자에 의해 전압의 변화로 변환하여 원래의 전기신호로 복원합니다. 이 구조로 두 네트워크 사이에 광섬유를 매개로 장거리에서도 안정적인 신호 전송이 가능합니다.

또한, 미디어 컨버터는 패킷 신호의 처리 방식에 따라 다음 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.

1. 리피터 타입

전기 신호 측의 통신 속도와 광 신호 측의 통신 속도가 동일한 것이 특징입니다. 통신 속도가 같을 경우, 변환은 지연 없이 실행됩니다. 즉, 미디어 컨버터는 전기 신호인 패킷을 수신하면 그 내용에 관계없이 즉시 광 신호로 변환하여 출력합니다.

신호의 지연 시간이 없어 전송 속도가 중요하고 신호의 지연이 허용되지 않는 용도에 적합한 구조입니다. 또한 어떤 패킷이든 그대로 통과하기 때문에 통신 프로토콜에 상관없이 사용할 수 있습니다. 설령 오류 패킷이 존재하더라도 이를 파기하지 않습니다. 장비 트러블에 대한 정보를 모니터 장비로 파악하여 대응책에 활용하고자 할 때 유용하게 사용할 수 있습니다.

2. 브리지 타입

브리지 타입은 송신 측에서 보내온 패킷 신호를 송신 측의 미디어 컨버터가 일단 버퍼 회로로 수신합니다. 그 후 광신호로 변환하여 수신측의 미디어 컨버터로 전송하는 방식입니다.

따라서 전기 신호와 광 신호의 통신 속도가 다른 경우에도 대응할 수 있어 스위치 타입이라고도 합니다. 또한, 어떤 이유로 연결 기기 간 통신 속도가 변경되어도 통신에 지장이 없는 것이 특징입니다.

리피터 타입에 비해 버퍼 회로를 거치기 때문에 전송 지연이 커지며, 특히 전송하는 패킷 길이가 클수록 지연이 두드러집니다. 반면, 브리지 타입은 버퍼 회로에 신호를 수신한 시점에서 에러 패킷을 판단하여 제거할 수 있습니다.

미디어 컨버터 기타 정보

1. 1심 / 2심 광섬유 케이블에 대한 대응

광섬유 통신에서는 일반적으로 2심 타입을 채용합니다. 이는 송신 측과 수신 측에서 각각 전용 광섬유 코어를 사용하는 통신 방식으로, 보통 두 개의 코어를 한 세트로 묶은 케이블을 사용하여 연결합니다. 빛이 항상 일정한 방향으로 향하기 때문에 미디어 컨버터의 구조가 간단합니다.

이에 반해 하나의 광섬유 코어로 양방향으로 빛을 통과시키는, 즉 양방향 통신이 가능한 원심형도 있습니다. 다수의 광섬유를 통과시켜야 하는 경우 등 공간적 제약이 있는 환경에 설치될 때 사용하는 경우가 많습니다. 원심형 양방향 통신에서는 마주보는 미디어 컨버터끼리 서로 다른 파장의 광원을 사용하기 때문에, 수광소자 역시 상대방의 파장에 민감해야 합니다.

즉, 원심형 미디어 컨버터에서는 서로 다른 송신 파장의 광원을 갖추고, 수광부는 상대방의 송신 파장에 맞는 수광 소자를 갖춘 것을 조합하여 사용해야 합니다.