CMIT LAB
기계공학과
김성재
CMIT LAB은 동아대학교 기계공학과 소속으로, 다양한 CAE(Computer Aided Engineering) 프로그램을 활용하여 기계산업 전반의 구조, 유동, 열, 판재 성형 등 종합적인 설계 및 해석을 수행하는 연구실입니다. 연구실은 ANSYS, Auto Form, Deform 등 첨단 해석 툴을 기반으로 정적 및 동적 해석, 유동/열변형 해석, 성형성 예측 등 고난이도의 해석 기술을 보유하고 있습니다. 이를 통해 공작기계, 자동차, 항공기, 선박 등 다양한 산업 분야에서 요구되는 고신뢰성, 고성능, 경량화 부품 및 시스템의 최적 설계와 실험적 검증을 수행하고 있습니다.
연구실의 주요 연구 분야는 구조/유동 해석, 정밀기계부품 및 첨단 제조기술 개발, 수소 및 극저온 부품·배관 시스템 연구 등으로, 실제 산업 현장에서 요구되는 문제 해결과 미래형 기계 시스템의 혁신적인 설계 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히, 3D 프린트 및 3D 스캐너를 활용한 역설계, 라미네이션 기술을 적용한 안전유리 개발, 합성수지를 활용한 친환경 선박용 댐퍼 개발 등 첨단 제조기술의 실용화에도 앞장서고 있습니다.
또한, 수소경제 및 친환경 에너지 산업의 부상에 따라 수소 부품 및 극저온용 배관 시스템 개발에 집중하고 있으며, 20 bar 이상의 고압을 견디는 극저온용 이중배관, 액화수소용 진공배관, 수소가스용 체크밸브, 릴리프 밸브 등 다양한 수소 관련 부품의 설계 및 해석, 신뢰성 평가를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 미래 친환경 에너지 인프라 구축과 안전성 확보에 필수적인 기술로, 국내외 수소 산업 발전에 중요한 역할을 하고 있습니다.
CMIT LAB은 산학협력 및 정부과제 수행을 통해 실제 산업계와의 연계를 강화하고 있으며, 다양한 특허 출원과 우수 논문 발표, 각종 학회 및 대회에서의 수상 경력을 통해 연구 역량을 입증하고 있습니다. 또한, 고신뢰성 기계부품 설계 전문인력 양성사업 등 인력양성에도 힘쓰며, 미래 기계공학 분야의 전문 인재를 배출하고 있습니다.
이처럼 CMIT LAB은 기계공학 분야의 선도적인 연구실로서, 첨단 해석 및 설계 기술, 정밀기계부품 및 첨단 제조기술, 수소 및 극저온 부품·배관 시스템 등 다양한 연구 분야에서 혁신적인 성과를 창출하고 있습니다. 앞으로도 지속적인 연구개발과 산학협력을 통해 미래 산업의 발전과 국가 경쟁력 강화에 기여할 것입니다.
구조/유동 해석 및 최적 설계
CMIT LAB은 다양한 CAE(Computer Aided Engineering) 프로그램을 활용하여 기계 산업 전반에 걸친 구조, 유동, 열, 판재 성형 등 다양한 분야의 해석 및 최적 설계를 수행하고 있습니다. 특히 ANSYS와 같은 상용 해석 툴을 통해 정적 및 동적 해석, 유동 및 열변형 해석 등 복합적인 물리 현상을 정밀하게 분석합니다. 이를 통해 제품의 내구성, 신뢰성, 성능을 극대화하는 설계 솔루션을 도출하고 있습니다.
연구실은 실제 산업 현장에서 요구되는 다양한 기계 부품 및 시스템의 구조적 안정성 평가와 수명 예측, 진동 및 피로 해석 등 고난이도의 해석 기술을 보유하고 있습니다. 예를 들어, 공작기계, 자동차, 항공기 부품 등 다양한 응용 분야에서 구조 해석을 통한 최적화 설계와 실험적 검증을 병행하여 신뢰성 높은 결과를 도출합니다. 또한, 위상 최적화 기법을 적용한 공작기계 베드 및 칼럼 리브 구조의 설계, 고강성 링 타입 자동공구교환장치의 최적 설계 등 다양한 연구 성과를 축적하고 있습니다.
이러한 연구는 산업 현장의 요구에 부합하는 실질적인 문제 해결과 더불어, 미래형 기계 시스템의 혁신적인 설계 및 해석 기술 개발에 기여하고 있습니다. CMIT LAB은 지속적으로 해석 기법의 고도화와 신기술 도입을 통해 기계공학 분야의 선도적인 연구실로 자리매김하고 있습니다.
정밀기계부품 및 첨단 제조기술 개발
CMIT LAB은 정밀기계부품의 설계, 해석, 제조 및 신뢰성 평가에 중점을 두고 연구를 진행하고 있습니다. 특히, 전기자동차, 항공기, 선박 등 첨단 산업 분야에서 요구되는 고신뢰성, 경량화, 고성능 부품 개발에 주력하고 있습니다. 이를 위해 Auto Form, Deform 등 다양한 성형 해석 프로그램을 활용하여 다양한 온도 조건에서의 판재 성형 해석 및 성형성 예측, 최적의 공법 검토 등을 수행합니다.
연구실은 산업 현장에서 실제로 적용 가능한 복합 접합 기술, 경량화 설계, 고속 가공기 및 자동공구교환장치 개발 등 다양한 프로젝트를 수행해왔습니다. 예를 들어, 전기자동차 배터리 케이스, EV 배터리 모듈 가공용 고속 가공기, 항공기 부품용 고정밀 홀 가공 지그, 극저온용 이중배관 등 다양한 정밀기계부품의 연구개발을 통해 국내외 특허 및 우수 논문을 다수 발표하였습니다.
이와 더불어, 3D 프린트 및 3D 스캐너를 활용한 역설계, 라미네이션 기술을 적용한 안전유리 개발, 합성수지를 활용한 친환경 선박용 댐퍼 개발 등 첨단 제조기술의 실용화에도 앞장서고 있습니다. 이러한 연구 성과는 산업계와의 긴밀한 산학협력을 통해 실제 제품화 및 상용화로 이어지고 있으며, 미래 제조산업의 경쟁력 강화에 크게 기여하고 있습니다.
수소 및 극저온 부품·배관 시스템 연구
CMIT LAB은 최근 수소경제 및 친환경 에너지 산업의 부상에 발맞추어 수소 부품 및 극저온용 배관 시스템 개발에 집중하고 있습니다. 연구실은 20 bar 이상의 고압을 견디는 극저온용 이중배관, 액화수소용 진공배관, 수소가스용 체크밸브, 릴리프 밸브 등 다양한 수소 관련 부품의 설계 및 해석, 신뢰성 평가를 수행하고 있습니다.
특히, 수소 및 LNG 등 극저온 유체의 안전한 이송과 저장을 위한 배관 시스템의 구조적 건전성 평가, 열효율성 검토, 브레이징 접합 특성 분석 등 첨단 연구를 진행하고 있습니다. 이를 위해 수치해석, 실험적 검증, 산업체와의 협력 프로젝트를 통해 실제 산업 현장에 적용 가능한 솔루션을 제시하고 있습니다. 또한, 관련 특허 출원 및 기술이전, 정부 및 산업부 지원 과제 수행 등 활발한 연구 활동을 이어가고 있습니다.
이러한 연구는 미래 친환경 에너지 인프라 구축과 안전성 확보에 필수적인 기술로, 국내외 수소 산업 발전에 중요한 역할을 하고 있습니다. CMIT LAB은 앞으로도 수소 및 극저온 부품·배관 시스템 분야에서 선도적인 연구 역량을 강화해 나갈 계획입니다.
1
Novel Cathode Electrode with Superior Rate Capability Using Perforated Aluminum Current Collector for Lithium-Ion Batterise
Jin-Ju Bae, Ji-Woong Shin, Seong-Jae Kim, Tae-Whan Hong
Science of Advanced Materials, 2020
2
Preparation and Effect of (3-aminopropyl) triethoxysilane - Coated LiNi[0.5], Co[0.2], Mn[0.3], O2, Cathode Material for Lithium Ion Batteries
Mi-Ra Shin1, Seon-Jin Lee1, Seong-Jae Kim2, Tae-Whan Hong3
Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2020
3
Effect of PEDOT : PSS Coating on Nanostructured Cobalt-Free LiNi[0.9]. Mn[0.1]. O2. Layered Oxide Cathode Materials for Lithium-Ion Battery
Jin-Ju Bae1, Ji-Woong Shin1, Seon-Jin Lee1, Seong-Jae Kim2, Tae-Whan Hong3, Jong-Tae Son1 ∗1
Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2020
1
20 bar 이상의 고압을 견디는 극저온용 이중배관의 개발(중소벤처기업부)
2
액화수소용 진공배관의 접합모듈 및 패키지 개발(과학기술정보통신부)
3
LNG추진선 연료공급용 밸브개발 및 지원(중소벤처기업부)
