도면해석 (Plan Analysis)

도면해석은 기계설계의 가장 기본으로서 2D CAD, 3D CAD, CATIA 및 UG관련 모듈과 연관성이 많다. 설계도면에는 작업의 요구사항, 설계 변경사항 등의 기초적인 사안부터 매우 정교한 정해진 형상이나 표기의 방법 그리고 일정한 약속과 규칙이 숨어 있어 도면에 나타난 구조를 이해했더라도 정보 전달의 집약체인 기계도면을 완전히 이해하기란 쉽지 않다. 따라서 투상법의 원리, 투상도의 이해, 조립도 및 부품도, 치수기입 및 공차, 표면 거칠기와 다듬질기호 등에 대한 이론을 학습하여, KS 및 ISO규격에 따른 설계도면 작성을 이해하고 해독능력을 학습하여 설계분야 기술자의 기본 업무를 수행하는데 필요한 전반적인 부분을 학습하게 된다.

2D CAD (2-Dimension Computer Aided Design)

설계자가 구상하고 있는 기하학적인 형상을 AutoCAD 프로그램을 이용하여 2차원적으로 도면에 표현하고, 완성된 설계 자료는 제도, 해석 및 가공분야의 공정에 이용될 수 있도록 이론 및 응용능력을 부여한다. 기초부터 시작하며 2D(2차원) 즉, 평면설계도면을 작성할 수 있도록 하고, KS 및 ISO규격에 따른 도면의 이해와 제도능력을 배양하고 개인별 능력에 따른 과제를 부여하여 AutoCAD 활용능력 및 설계 도면작성의 능력을 배양시킨다.

3D CAD (3-Dimension Computer Aided Design)

자동차 부품 산업 및 기계분야의 현장에서 CAD 프로그램의 사용은 필수적이며, 특히 CAD에서 3차원(3D) 설계의 중요도는 더욱더 높아가는 실정이며, 실제 현장에서 2차원 설계 대신 3D 설계를 사용하고 있다. 또한, 관련 산업기사 및 기사 실기시험에 있어서도 3D가 추가되므로 2D 설계 도면을 예제로 하여 3D CAD로 모델링을 능숙하게 작성할 수 있도록 3D에 대해서 집중적으로 교육한다. 그리고 이 모듈에서는 다른 복잡형상 모델링이나 조립형상 모델링에 앞서 AutoCAD를 사용하여 단순형상 3D 모델링하는 기법을 학습하여 3D 형상 기본을 다진다.

기계요소설계 (Mechanical Element Design)

기계를 이루는 모든 요소들의 기능과 역학적 특징을 해석함으로서 치수 및 강도 설계에 필요한 기초적 이론을 학습한다. 기계설계를 전공하는 학생들이 앞으로 기계를 구성하는 각종 요소들의 설계 능력을 길러주고 역학, KS 규격, 및 기존의 설계자료 등을 바탕으로 하여 각종 기계요소들의 강도, 형상, 치수, 재질 등의 결정법에 대하여 학습한다. 그리고 복잡한 수식의 전개보다는 각 설계 공식을 활용하는데 중점을 두어 강의를 진행하여 학습을 효과를 높이게 된다.

CATIA 3D 설계 기초 (Basis of CATIA 3D Design)

CATIA는 전세계적으로 자동차 및 항공업계의 표준 CAD/CAM/CAE 프로그램으로서 실제현장에서 3차원 제품 및 부품설계 및 모델링에 활용되고 있는 프로그램이다. 국내에서도 자동차 및 항공관련 회사에서는 3D 설계에 CATIA 활용이 필수 이다. 따라서 이 모듈에서는 다소 복잡한 서피스 모델링 및 DMU 영역 학습에 앞서서 솔리드 모델링 위주의 3차원 부품 설계 및 모델링 방법, 드래프팅을 이용하여 2차원 도면 추출 및 렌더링하는 방법을 학습하여 CATIA V5의 기능을 숙지하고 활용할 수 있도록 한다.

UG 3D 설계 기초 (Basic of UG 3D Design)

UniGraphics(UG) NX는 CAD/CAM/CAE 시스템으로서 높은 신뢰성을 바탕으로 다양한 디자인 기능과 대용량 데이타의 처리 능력 및 전문화된 CAE 패키지와의 인터페이스를 제공하는 소프트웨어로서, 국내 자동차, 가전, 금형 분야에 널리 활용되고 있다. 따라서 이 모듈에서는 UG를 이용하여 서피스 모델링, 어셈블리 및 모션시뮬레이션을 배우기에 앞서서 솔리드 모델링 위주로 3차원 부품 설계 및 모델링 방법과 2차원 도면을 추출해 내는 드래프팅을 중심으로 기본 학습을 하고, 부품을 렌더링 해보는 것을 학습하게 된다.

렌더링 기법 (Rendering Technique)

이 모듈에 사용되는 3DMAX는 기계·건축 그래픽, 애니메이션·게임제작 및 게임동영상 그리고 투시도, 멀티미디어제작 및 제품 디자인에 활용되고, 국내외적으로 범용적으로 많이 사용되는 프로그램이다. 따라서 이러한 산업 환경을 고려하여 특히, 기계?자동차산업분야 3D CAD로 제작된 3차원 형상을 광원, 위치, 색상 등의 외부정보를 고려하여 사실적으로 표현하는 렌더링은 제품화되기 직전 설계 계획단계에서 제품의 외관을 이해하는데 많은 도움을 줌으로 3D CAD로 제작된 데이터를 이용하여 실사 그래도 그린 예상도를 제작하게 된다.

재료역학 (Mechanics of Materials)

재료역학은 다양한 종류의 하중을 받는 고체의 움직임을 취급하는 응용역학의 한 연구 분야이며, 기계공학계열의 필수 기초 과목 중 하나로서 기계공학 계열을 전공하는 학생은 반드시 공부해야 할 과목이다. 또한 고체의 강도와 강성의 물리적, 기하학적 성질 등을 역학적 이론과 실험을 통하여 실용 상태에서의 고체의 움직임을 파악하는 동시에 이를 증명해 보임으로써 설계에 기여하는데, 복잡한 수식의 전개보다는 개념적 이해와 공식을 활용하는데 중점을 두어 학습하게 된다. 그리고 다양한 형태의 하중에 의하여 발생되는 고체의 응력, 변형, 변형률 등을 결정하고 주어진 부재가 파괴하중에 도달할 때까지 작용하는 모든 하중에 대한 응력, 변형, 변형률 등의 데이터를 구하여 그 부재의 기계적 성질 및 움직임을 파악하는 방법을 학습한다.

유체역학 (Fluid Mechanics)

유체역학은 기계설계의 대상이 되는 물질, 특히 유체에 대한 기본성질을 이해하고 그 특성을 설계에 반영하는 기술을 익히는 과목이다. 고체와는 다른 유체의 고유한 성질과 그에 따른 해석방법을 습득하고 각 문제의 해석에 필요한 유체정역학, 유체운동학 등의 기본 법칙들을 이해하여야 한다. 또한 현장에서의 실제문제에 대한 적용과 설계 능력을 부여하기 위해 관내유동해석과 유체기계, 유체계측에 대한 기본지식을 습득하고자 한다. 아울러 복잡한 수식의 전개보다는 개념적 이해와 공식을 활용하는데 중점을 두어 학습하게 된다.

열역학 (Thermodynamics)

열역학은 일과 열 및 이들과 관계를 갖는 물질의 성질을 다루는 학문으로 모든 과학의 기본이라 할 수 있다. 그리고 유체역학, 열전달, 그리고 통계 열역학과 같은 과련 과목의 학습에 기초를 제공하고 학생들이 산업현장에서 열역학을 효과적으로 이용할 수 있도록 기본개념에서부터 각종 열역학의 법칙, 사이클, 이상기체의 상태식, 증기의 성질, 증기원동소의 사이클 및 연소공학 등에 대해 학습한다.

기계재료 (Mechanical Materials)

열역학은 일과 열 및 이들과 관계를 갖는 물질의 성질을 다루는 학문으로 모든 과학의 기본이라 할 수 있다. 그리고 유체역학, 열전달, 그리고 통계 열역학과 같은 과련 과목의 학습에 기초를 제공하고 학생들이 산업현장에서 열역학을 효과적으로 이용할 수 있도록 기본개념에서부터 각종 열역학의 법칙, 사이클, 이상기체의 상태식, 증기의 성질, 증기원동소의 사이클 및 연소공학 등에 대해 학습한다.

CATIA 3D설계 응용 (Application of CATIA 3D Design)

CATIA 3D설계 기초를 학습한 학생이 단순형상의 파트디자인을 원활히 수행할 수 있는 조건에서 다소 복잡한 서피스 모델링하는 방법을 학습하여, 실제 서피스모델링이 많이 쓰이는 비행기 및 자동차 외곽을 모델링해 보게 된다. 그리고 어셈블리디자인을 학습하여 각각의 파트들을 디지털적으로 조립해 보고 DMU영역에서 파트간의 간섭체크를 통해 설계변경 등을 학습하며, 조립되는 과정을 시뮬레이션하게 된다. 또한, 각각의 파트를 구조해석을 통해 해석결과를 도출해내고 설계를 검정해 보는 CAE 분야의 일부를 학습하게 된다.

UG 3D설계 응용 (Application of UG 3D Design)

UG 3D설계 기초를 학습한 학생이 단순형상의 파트디자인을 원활히 수행할 수 있는 조건에서 다소 복잡한 서피스 모델링하는 방법을 학습하여, 실제 서피스모델링이 많이 쓰이는 제품의 외형을 모델링해 보게 된다. 그리고 어셈블리디자인을 학습하여 각각의 파트들을 디지털적으로 조립해 보고, 부품간의 간섭체크를 통해 설계변경 등을 학습하며, 조립되는 과정을 시뮬레이션하게 된다. 또한, 각각의 부품들을 구조해석을 통해 해석결과를 도출해내고 설계를 검정해 보는 CAE 분야의 일부를 학습하게 된다.

2D CAD 실무 (Practice of 2D CAD)

CAD(Computer Aided Design) 시스템을 활용하여 각종 장치의 조립도와 부품도를 이해하고 설계할 수 있는 기술을 배우고, 기계설계에 필요한 이론지식을 설계에 직접 응용할 수 있도록 KS 및 ISO 규격에 따른 도면의 이해와 제도능력을 배양한다. 설계자가 구상하고 있는 기하학적인 형상을 CAD 프로그램(AutoCAD)을 이용하여 장치의 요소부품들을 설계하고, 2차원, 3차원적으로 도면에 표현하고, 완성된 설계자료는 제도, 해석, 가공분야의 공정에 이용될 수 있도록 이론 및 실무를 학습한다.

역공학설계 (Reverse Engineering Design)

설계도면 및 CAD 데이터가 없는 기존에 존재하는 제품 및 부품을 역으로 추적하고 구조를 분석하여 설계 데이터를 얻어내는 것을 말한다. 3D 스캐닝 장비 및 프로그램을 활용하는 방법을 학습하고, 여기서 얻은 3D 점 데이터를 CAD 시스템을 이용하여 서피스 혹은 솔리드 형상을 얻어내는 과정을 학습하게 된다. 또한 역설계한 3D 데이터를 규격에 적합한 2D 설계도면을 완성하여 실제 제품 및 부품을 생산하기 전단계까지의 설계 정보를 만들어 내는 과정을 학습하게 된다. 이 모듈은 CAD 시스템(CATIA, UG 등)을 충분히 잘 다루는 것이 반드시 선행되어야 한다.

캡스톤디자인 프로젝트-CATIA (CapStone Design Project-CATIA)

CATIA 3D설계 기초 및 응용까지 학습한 학생이 기계관련 부품 및 제품의 설계에 있어서 CAE를 이용한 설계의 중요도는 갈수록 높아지고 있는 실정이다. 따라서 모델링한 부품 및 제품의 성능 및 특성에 대한 복잡하고 어려운 역학적 계산을 프로그램을 이용하여 쉽고 빠르게 검증하는 과정에서 FEM 해석 모듈을 이용하여 해석을 수행하여 전문 설계인의 기반을 다진다. 또한, 각종 설계 이론과 설계실무를 결합시켜 개인 또는 팀으로 설계 활동을 직접 수행해 볼 수 있도록 하고 설계한 제품 및 부품의 원형을 제작 완성하는 것을 학습하게 된다.

캡스톤디자인 프로젝트-UG (CapStone Design Project-UG)

UG 3D설계 기초 및 응용까지 학습한 학생이 기계관련 부품 및 제품의 설계에 있어서 CAE를 이용한 설계의 중요도는 갈수록 높아지고 있는 실정이다. 따라서 모델링한 부품 및 제품의 성능 및 특성에 대한 복잡하고 어려운 역학적 계산을 프로그램을 이용하여 쉽고 빠르게 검증하는 과정에서 FEM 해석 모듈을 이용하여 해석을 수행하여 전문 설계인의 기반을 다진다. 또한, 각종 설계 이론과 설계실무를 결합시켜 개인 또는 팀으로 설계 활동을 직접 수행해 볼 수 있도록 하고 설계한 제품 및 부품의 원형을 제작 완성하는 것을 학습하게 된다.

시제품제작 실습 (Practice of Prototype Manufacturing)

3차원 설계 프로그램 CATIA, UG등을 충분히 학습한 학생이 설계된 CAD 데이터를 쾌속조형기 RP에 적합한 데이터로 변환하여 설계 원형을 제작하고, 3D 스캐너 등을 이용하여 역설계 한 제품 및 부품의 원형을 제작하는 과정을 학습한다. 또한 금형설계에 의해 제작된 금형틀을 원형 제작해 봄으로 하여 설계도면 계획으로 대량생산이 시작되기 전까지의 결점을 파악하는 학습을 한다. 그리고 헵틱디바이스 장치 및 프로그램을 사용하여 촉감설계에 의한 시제품 제작을 병행해 본다.

기계제작법 (Method of Machine Manufacture)

기계제작에 관련된 각종 이론을 중점적으로 숙지시키고, 현장 적응력을 심어주어 산업현장에서 기계제작을 담당하는 기술자의 기초 공학 교육을 증대시키기 위하여 기계제작에 필요로 하는 기본 토대인 가공과 관련된 주요 이론에 대한 교육을 한다.

정밀측정 및 시험 (Precision Measurement and Material Testing)

기계요소부품에 따른 측정기와 보조기구를 올바르게 선정하기위해서는 제품의 형상과 측정위치 및 공차범위를 고려하여야 하므로, 제품의 치수공차범위 및 측정환경에 측정기 및 보조기구의 선정기술에 대해 학습한다. 그리고 기계가공부품에 대하여 측정방법을 결정하고, 제품의 설치와 측정기의 0점 세팅, 경사각 측정, 테이퍼의 각도 측정, 진직도와 평면도측정 및 한계게이지를 올바르게 사용할 수 있는 능력이 요구되어 제품별 다양한 측정기의 사용방법을 학습하여 각종 측정기를 바르게 측정할 수 있도록 한다. 또한 금속의 경도 및 충격시험을 통해 재료의 성질을 파악할 수 있도록 간단한 시험도 시행한다.

CNC 기초 (Basic of Computer Numerical Control)

CNC 선반, 머시닝 센터의 기본 원리에서 실제로 산업 현장에 적용될 수 있는 응용 프로그램을 작성해 본다. FANUC-0 series를 중심으로 현 산업현장에서 사용하고 있는 CNC 장치에 대해 이해한다. 응용프로그램을 삽입하여 현장 실무능력을 높이도록 한다. 또한 기계가공분야의 능력단위로 장비조작을 위해 도면을 검토하고, 프로그램을 작성한 후 프로그램을 검증한다.

PowerMill CAM 설계 기초 (Basic of PowerMill CAM Design)

CNC 기초를 학습한 학생이 PowerMill 프로그램을 활용하여 단순형상에 대한 2차원 3차원 선반 및 밀링가공의 이해를 돕고 CAM 능력을 배양하고, 최근 컴퓨터을 이용하여 개념상의 물체를 3차언 상의 물체로 설계도는 제도(CAD)로 표현하고 있다, 이에 컴퓨터를 이용한 CAM 설계를 위해 CAM 소프트웨어를 활용하여 현장 실무 능력을 높이도록 한다.

PowerMill CAM 설계 응용 (Application of PowerMill CAM Design)

PowerMill CAM 설계 기초를 학습한 학생이 PowerMill 프로그램을 활용하여 복잡형상 및 금형의 2차원 3차원 밀링가공의 이해를 돕고 CAM 능력을 배양하고, 최근 컴퓨터을 이용하여 개념상의 물체를 3차원 상의 물체로 설계도는 제도(CAD)로 표현하고 있다, 이에 컴퓨터를 이용한 CAM 설계를 위해 CAM 소프트웨어를 활용하여 현장 실무 능력을 높이도록 한다.

캡스톤디자인프로젝트-CAM/금형(CapStone Design Project-CAM/Mold)

PowerMill CAM 설계 기초 및 응용을 학습한 학생들이 창의적 아이디어로 설계한 모델을 기준으로 생산 전 단계의 원형제작을 위하여 선반 및 밀링 등의 작업으로 원자재로 부터 최종형상을 얻어내기 위한 공작기계와 공구들을 구동하기 위한 프로그램화를 토대로 부품원형 및 금형을 실제 소형 CNC선반 및 CNC밀링에서 직접 제작해고 검정해 보는 것을 학습 한다.

금형설계 (Mole Design)

금형산업은 우리나라의 산업발전의 원동력 중의 하나는 생산 기반 기술로서, 대량생산과 및 다품종 소량 생산과 맞물린 중요한 영역이다. 금형에 대해 기초적인 설계 이론에서 부터 이해도를 점차적으로 높이고자 산업현장의 금형설계 도면과 실물(금형제품)을 선정하여 학습 효과를 극대화 한다.

3D 금형설계 실무 (3D Moled Design Practice)

금형설계 교과목을 학습한 이론을 기반으로 실제적인 금형설계를 실시하게 된다. 3차원 설계는 2차원 설계에서는 파악할 수 없었던 많은 오류들을 찾아낼 수 있기 때문에 3차원 CAD/CAM 프로그램을 활용하여 금형의 각종 파트를 모델링하고 조립도 및 부품도를 완성해보고 금형틀 전체의 디지털 조립과정도 수행하여 본다

드론의 이해와 구조설계(Understanding of Drone and Structural design)

• 멀티콥터 시스템의 원리 이해를 바탕으로 개발 요구조건에 맞는 최적화된 멀티콥터 시스템을 구성하고 설계하는 능력을 학습함.
• 날개 개수에 따른 쿼드(quad),헥사(hexa),옥토(Octo)의 비행원리 지식을 이해하고 고정피치 프로펠러와 가변피치 프로펠러 멀티콥터의 원리 지식 및 기체 구조형상에 따른 멀티콥터 비행 원리 지식을 학습함
• 본 교과는 회전날개의 개수에 따른 멀티콥터 비행원리에 대해 이해하고, 회전날개의 배열 방식 및 기체의 구조 형상에 따른 멀티콥터 시스템 구성 하드웨어를 이해하고 관련 지식을 습득함
• 또한 개발 요구조건에 따른 전원장치, 추련 시스템을 선정하여 운용목적, 임무성능 비요등의 요구상항을 고려 하여 멀티곱터 구조를 설계하는 능력을 배양함.

드론비행 및 촬영실습(Drone Flight and Photographic Practice)

• 원활한 회전익 비행을 위하여 조종장치를 이용하여 이착륙, 기동비행, 비정상 비행 대처, 패턴 비행을 수행하는 능력에 대해 이해하고 학습함
• 소형무인기를 이용하여 촬영 정보를 획득하기 위하여 촬영 장치 점검, 촬영계획 작성, 촬영 비행, 촬영 정보 관리에 대해 이해하고 학습함
• 본 교과는 비행절차서에 따라 조종장치를 이용하여 회전익 소형 무인기를 이착륙하며, 일정한 고도, 속도, 방향을 유지 할 수 있는 능력을 습득하게 함.
• 또한 작업 절차서에 따라 짐벌 장치와 소형무인기를 파악하고, 소형 무인기에 카메라 장착, 점검작업을 수행함으로써 촬영제작관련 자료를 파악, 확장된 카메라 엥글, 피사체 움직임의 스토리 전개에 맞는 촬영 영상을 파악하는 능력을 습득하게 함.

드론제작 및 제어(Drone Production anc Coding Application Practice)

멀티 콥터 비행제어 시스템 구성에 대하여 이해하고 가속도 센서, 각속도 센서를 포함한 센서 구성 및 원리를 학습하고 FCC(Flight Control Computer)와 GCS(Ground Control System)간의 데이터 통신(Data Link)을 구성할 수 있도록 한다.
또한, PID 제어 등 다양한 제어 기법에 대하여 이해하여 고도 제어, 자세제어, 속도제어 및 항법알고리즘에 대하여 학습하여 데이터 통신을 구성하는 능력을 배양함.