핵심기술 공유… 목표 창출 '한배'

MR댐퍼 이용 지능형 궤도레일 방진시스템 개발 국내외 실용화 연구사례 없어… 기술선점 큰 효과

[창간 60주년 중소기업, 산학연 협력이 희망이다]-8.공동기술개발 지원사업 선도과제 : 한밭대 기계공학부 류봉조 교수팀-RMS테크놀로지

▲ 한밭대학교 기계공학부 류봉조 교수팀.

한밭대 기계공학부 류봉조 교수팀은 2009년 6월부터 지난 5월까지 2년간 중소기업청과 산학연협회 공동기술개발지원사업(선도과제)로 알엠에스테크놀로지(RMS Technology)와 'MR 댐퍼를 이용한 지능형 궤도 레일 방진 시스템'을 개발했다.

이 시스템개발은 국내외에서도 실용화 연구사례가 없는 기술로 기술선점의 효과가 크다는 평가다.

또 유사한 탄성기반기초(elastic foundation) 위의 구조물 진동제어의 타 연구분야에도 파급효과가 클 것으로 내다보고 있다.

'MR 댐퍼를 이용한 지능형 궤도 레일 방진시스템'은 진동에 민감한 정밀 장비나 부품 이송시 발생하는 진동을 해결하는 MR 댐퍼와 방전 시스템을 결합한 반능동 제어시스템이다.

반도체 및 LCD 공장 랙 마스터(Rack Master)등 궤도레일 이송장치와 철도차량, 경전철 등 역사 부근 플로팅 슬래브 등에 적용된다.

반도체 및 LCD 생산공장의 바닥구조는 액세스 플로어 보(beam)형태 구조로 돼 있어 이동시, 주변 정밀장비들의 과도한 방진·제진 처리 요구가 발생한다.

▲ MR Damper Control System (다 배열 센서/작동기 제어용 digital controller)

또 진동, 소음 발생에 의한 인근 사무실 이전, 랙 마스터의 이동속도 제한(현재 3m/s 수준)에 따라 공정지연과 운행시간 증가, 건물 구조 보강 및 레이아웃 변경 등으로 연간 수백억원의 비용이 소요되고 있다.

레일 구조진동의 안정성을 고려, 현재 고무 스프링 등을 적용해 공진점이 비교적 높은 수준이므로 상대적으로 방진효율이 떨어진다.

공진점을 떨어뜨려 방진효율을 10dB 이상 증가시키고, 레일구조의 진동 안정성을 MR 댐퍼로 개선시킴으로써, 현재 발생하고 있는 부대비용을 절감하는 것이 시급한 실정이다.

또한 철도차량, 경전철 등의 역사 부근은 제동과 기동에 의한 동하중으로 진동이 심하게 발생한다.

이런 문제를 해결하기 위해 국내에서도 천안 역사(독일 Gerb) 등 몇 개 지역에 궤도 레일 하부의 슬래브 구조에 방진장치를 적용, 시공하고 있다.

▲ 시스템 핵심부품 개발 Membrane MR Damper (최대 감쇠력 200(N) 이상)

그러나 반도체 및 LCD 생산공장에서와 같은 방진과 제진의 배리적인 문제로 그 효율성이나 경제성(하부 지지구조의 동강성 저감효과에 따른 공사비 절감)이 제한을 받고 있다.

특히, 향후 확대 가능성이 높은 도심형 경전철의 경우 더욱 필요성이 대두되고 있다.

한편, 류 교수는 '멤브레인을 구비한 MR댐퍼' 등 3건의 특허출원을 비롯해 국제저널(SCI급)15편, 국내전문학술지 45편, 국제학술대회논문집 55편, 국내학술대회논문집 85편 등 활발한 연구활동을 하고 있다. /배문숙 기자