1. 수행배경

•  최근 반도체, 전자 제품 등의 정밀 공정 사업 분야에서 고집적화가 요구되고 있다. 이로 인해 접착제를 분사하는 정밀한 공업용 디스펜서의 필요성이 대두되고 있다. 피에조 액추에이터를 이용한 공업용 디스펜서는 매우 적은 토출량에서 높은 정밀도와 진동수를 제공한다. 그러나 피에조를 이용한 디스펜서 기술은 해외 기업의 기술 특허로 인해 국내 생산이 불가능하며, 피에조 액추에이터의 높은 가격으로 인해 생산 단가가 높다는 단점이 있다. //따라서 본 과제에서는 피에조 압전 소자가 아닌 회전 모터와 캠 샤프트를 이용한 새로운 구조를 채택한다. 모터의 회전 운동을 캠 샤프트를 통해 수직 운동으로 전환, 이를 통해 니들로 유체를 토출할 수 있는 장치를 개발하는 것이 본 과제의 목적이다.
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2. 수행기간

• 9월   -브레인 스토밍을 통해 과제 해결을 위한 아이디어 고안-실현 가능성, 경제성 등을 기반으로 아이디어 평가-아이디어 선정 및 향후 계획 수립
  10월   -아이디어에 실현에 필요한 물리적 의미/기계 요소 등 조사하여 수정 및 보완-기계 제도 및 3D 모델링-제작에 필요한 부품 조사/재료비 예산 책정
  11월   -구조 해석을 통해 응력 분포 계산, 재료 선정-전산 유체 역학을 통해 유체 토출량 계산-부품 주문 및 제품 제작 완료-제품 테스트 및 필요시 재료 추가 주문(~11/29)
  12월   -작동 주파수와 유체 토출량, 정밀도를 실제로 측정하여 제품 작동 성능 평가-결과 보고서 작성 및 제출
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3. 개발작품 설명

• 모터가 회전하면서 캠이 지렛대를 수직 운동시킨다. 지렛대 끝단이 피스톤을 눌러주면서 유체를 토출하고, 지렛대가 다시 올라가면 이에 맞춰 피스톤에 장착된 스프링이 피스톤을 복원시킨다. 피스톤이 복원되면서 이때 압력으로 유체가 외부에서 자동으로 보충된다. // 아두이노 코드를 작성하여 장치를 제어한다. 스위치를 통해 장치를 시작/정지할 수 있으며, 모터의 회전수를 50rpm, 100rpm으로 조작할 수 있다. 또 모터의 작동 여부와 회전수는 외부 디스플레이를 통해 출력되어 실시간으로 확인할 수 있다.
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4. 활용방안

• 캠 샤프트를 활용한 유체 미량 토출 장치는 전자 부품 제조 외에도 의료,화학 공정 등 유체를 정밀하게 도포하거나 주입해야 하는 작업에 적용이 가능하다. 또 기존의 공업용 디스펜서에 비해 제작이 매우 간편하고, 생산 단가가 낮아 다양한 산업에서 경제적 이점을 제공할 수 있다. 또 고가의 부품을 필요로 하지 않기 때문에 유지 보수 면에서도 큰 장점으로 작용한다.
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