마이크로·나노 위치 결정용 평행 스프링 정밀 위치 결정에는 다음 세 가지 요소 기술이 필요합니다: 이 중에서, 여기서는 미크론부터 나노 영역에서 채택되는 미세 위치 결정 기구용 평행 스프링에 대해 살펴보겠습니다. (1) 평행 스프링의 원리 평행 스프링은 평행사변형 형상을 사용하여 미세한 이동을 안내하는 구조를 가지고 있습니다. **【그림1】**에서 볼 수 있듯이, 이 형상은 높이를 바꾸어도 마주보는 두 변이 … Read more
스프링 설계의 계산식 LCA(Low Cost Automation)에서 스프링 설계 대상은 대부분 압축 코일 스프링이나 인장 코일 스프링입니다. 이 두 종류의 스프링 설계에서는 다음과 같은 항목들이 검토 과제입니다. 여기서는 그 중 a), b), c)에 대해 해설합니다. (1) 스프링 정수와 스프링 형상 치수의 관계식 스프링의 변형량과 이때의 스프링 하중 사이의 관계는 “압축 코일 스프링에 가해지는 하중과 변형의 관계“에서 … Read more
스프링용 재료 스프링의 특성은 사용되는 재료와 열처리 및 성형 가공 방식에 따라 결정됩니다. 이 장에서는 열간 성형과 냉간 성형 방법, 그리고 스프링용 재료의 종류와 용도에 대해 살펴봅니다. (1) 열간 성형과 냉간 성형 ■ 열간 성형스프링을 성형한 후에 필요한 강도를 확보하기 위해 담금질 및 템퍼링 처리를 거치는 성형법입니다. ■ 냉간 성형담금질, 템퍼링 또는 늘리는 선 가공 … Read more
스프링의 고정 방법 스프링의 양끝 고정 방법은 스프링의 거동 안정성을 확보하는 데 중요합니다. 압축 코일 스프링과 인장 코일 스프링 모두 양끝 부분을 효과적으로 고정할 수 있는 다양한 방법이 있습니다. 여기서는 이러한 고정 방법과 특징을 설명합니다. (1) 압축 코일 스프링의 고정 방법 압축 코일 스프링의 양끝 고정 방법은 스프링 유지 상태의 자유도, 좌굴 회피, 하중점 이탈 … Read more
스프링 특성 모음 비선형 스프링은 하중에 대한 스프링의 변형량을 조절할 수 있기 때문에, 창의적인 아이디어로 다양한 활용법을 고안해 낼 수 있습니다. 여기서는 대표적인 비선형 스프링 특성을 가진 제품들을 소개합니다. 각종 스프링의 설계 방법은 “스프링 설계와 제조·신뢰성”과 같은 참고서를 참조하여 자세히 알아볼 수 있습니다. 활용 사례 (a) 조합 스프링 (b) 판 스프링 (c) 소용돌이 스프링 (d) … Read more
스프링의 서징 현상 서징은 코일 스프링 자체의 고유 진동 현상을 나타냅니다. 스프링에 질량이 존재하기 때문에, 스프링의 고유 진동 수에 가까운 진동 수 성분을 가진 외력이 작용하면 서징 현상이 발생합니다. 이는 스프링의 극심한 진동 현상으로, 스프링이 고속으로 압축 및 인장 구동될 때나 캠 양정 곡선의 고주파 성분과 공진할 때 나타납니다. (1) 서징이란? 코일 스프링이 충격을 받으면, … Read more
마이크로 프로브용 스프링의 첨단 기술 생산품에 대한 불량률 관리(PPM 관리)가 강조되면서, 품질 검사가 중요해졌습니다. 이는 생산 기술의 진보와 불량품 출하 방지를 위한 전수 검사 시행과도 관련이 있습니다. LSI와 같은 복잡한 구성 요소나 소비자 제품(예: 휴대전화)의 구성 요소까지 포함해 전수 검사를 실시하는 경우, 저비용으로 이를 실현시키는 핵심 도구 중 하나가 마이크로 콘택트 프로브입니다. 이 장에서는 “나노미크론 … Read more
스프링의 고유 진동 특성 스프링과 블록의 조합에서 나타나는 고유 진동 특성에 대해 살펴보겠습니다. 고유 진동 특성은 스프링의 설계 및 다양한 응용에 있어 핵심적인 역할을 합니다. (1) 고유 진동 수의 계산 스프링 정수 k인 스프링에 질량 M인 블록을 올린 상태를 고려해보겠습니다. 이때, 스프링의 고유 진동 특성은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. **【그림1】**의 모델에서 임의의 위치에 눌려져 … Read more
스프링에 흡수 축적되는 에너지 스프링은 하중을 가할 때 변형을 통해 에너지를 흡수하고 축적합니다. 이러한 에너지는 스프링의 특성에 따라 선형 및 비선형 형태로 표현될 수 있습니다. (a) 선형 특성 스프링의 흡수 축적 에너지 선형 특성 스프링은 훅의 법칙에 따라 작동하며, 이때 흡수 축적되는 에너지는 다음과 같이 표현됩니다: 𝑈=12⋅𝑘⋅𝛿2U=21⋅k⋅δ2 여기서: 이 식은 **【그림1】**의 삼각형 OAB의 면적에 해당합니다. … Read more
인장 코일 스프링에 가해지는 하중과 변형의 관계 인장 코일 스프링은 압축 코일 스프링과 달리 선형적인 특성을 가지며, 특수한 설계를 통해 초장력을 부여할 수 있습니다. 이 장에서는 인장 코일 스프링의 초장력 특성과 다양한 형상에 대해 탐구합니다. (1) 초장력이 있는 인장 코일 스프링 인장 코일 스프링은 무하중 상태에서도 코일끼리 밀착되는 방향의 힘, 즉 초장력을 가질 수 있습니다. … Read more