기계공학과 기술 활용 사례(과학주제탐구보고서 세특 및 수행평가)

목차

1. 주제선정이유

2. 기계 공학의 의의 및 발전
1) 기계 공학 의의와 내용
2) 기계 공학의 발전과 역사

3. 기계 공학의 활용
1) 기계 공학의 활용 분야
2) 구체적인 과학 기술 사례

4. 기계 공학의 전망
1) 기계 공학 분야의 산업 동향
2) 기계 공학 분야의 향후 전망

5. 결론 및 고찰

6. 참고문헌

본문내용

4. 기계공학의 전망

1) 기계 공학 분야의 산업 동향
기계 공학의 활발한 산업 동향을 살펴보면 앞 서 살펴본 바와 같이 첫 번째로 인공지능이 있습니다. AI는 설계 최적화와 예측 유지보수 분야에서 혁신을 주도합니다. 3D 프린팅도 층간 접합 방식으로 복잡한 형상의 부품을 직접 제조합니다. 또한, 사물인터넷의 활용을 통해 센서 네트워크를 통해 장비 상태를 실시간 모니터링합니다. 그 외에도 나노복합소재가에서 나노 단위의 첨가물로 소재 성능을 극대화 시킵니다. 자동차, 스마트폰, 증강현실(AR) 기술 등 다양한 분야에서 연구와 발전이 진행되고 있습니다.

2) 기계 공학 분야의 향후 전망
기계공학에는 4대 역학인 정역학, 동역학, 유체역학, 재료역학 외에도 활용될 분야가 증가하고 그 속도와 범위가 광활해질 것으로 예상됩니다. 이에 따른 기계공학의 중요성도 증대될 것으로 전망됩니다.
3D 프린팅의 기술을 살펴보면 금속 분말 또는 폴리머 소재를 레이저/열원으로 선택적 용융하여 0.01mm 정밀도의 적층을 반복하는 데 토폴로지 최적화 알고리즘으로 무게는 40% 감소시키며 강도는 유지됩니다. 결론적으로 기계공학이 공기 터빈 블레이드 같은 맞춤형 부품 제작에 활용되며, 기존 대비 생산 시간을 70% 단축하는 등 아주 주요한 역할을 수행하고 있습니다.
또한, 나노 복합 소재에서 그래핀 0.1wt%를 알루미늄에 분산시켜 인장강도를 150% 증가시키며, 탄소나노튜브 기반 소재는 1,500°C에서도 강도 유지됩니다. 분자 수준의 유한요소해석(FEA)으로 최적 배합을 하는 것입니다. 결론적으로 항공기 동체 경량화에 적용해 연료 효율을 12% 개선하는 등 주요 원리에 있어 기계 공학은 더욱더 매우 주요한 학문으로 자리 잡을 것입니다.

참고자료

· 기계공학 4대 역학 소개
· https://stementor.tistory.com/entry/%EA%B8%B0%EA%B3%84%EA%B3%B5%ED%95%99%EB%B6%80-4%EB%8C%80%EC%97%AD%ED%95%99-%EC%86%8C%EA%B0%9C
· 기계공학에서의 활용 사례
· https://blog.naver.com/futuremain/221197706808
· 자율주행자동차와 자율주행시스템
· https://easylaw.go.kr/CSP/CnpClsMain.laf?popMenu=ov&csmSeq=1593&ccfNo=1&cciNo=1&cnpClsNo=1
· 기획⑤ 인체를 보완하는 기술
· https://www.planet03.com/post/%EA%B8%B0%ED%9A%8D-%EC%9D%B8%EC%B2%B4%EB%A5%BC-%EB%B3%B4%EC%99%84%ED%95%98%EB%8A%94-%EA%B8%B0%EC%88%A0