(주) 인텍엔지니어링
광학식 치수·형상·표면조도 측정기
(Accura Series)
(주)인텍엔지니어링은 비접촉 초정밀 측정기 및 검사시스템 제작 전문회사로서, 국내 유일의 초정밀 비접촉 3차원 측정 분야에서 굳건한 선두주자로 발돋움하고 있으며, 한국과학기술원의 기계공학과 '정밀측정연구실'과 산학협동과제로 신기술을 이용한 꾸준한 신제품 개발에 집중 투자를 해오고 있는 유망 벤쳐기업이다. (주) 인텍엔지니어링이 KAIST와 국내 최초로 개발하여 국산신기술 인정 KT마크를 획득하고 중소기업청장상을 수상한 "과학식 치수·형상·표면 조도 측정기"를 소개하여 초정밀 비접촉 측정에 응용되는 물리학에 많은 관심과 발전을 위해 간단하나마 이 글의 의미를 둔다.
그간 전량 수입에 의존하던 비접촉 초정밀 측정기는, 고가의 첨단제품이 점점 경량화, 정밀화, 고급화되어가는 세계적 추세와 더불어 초정밀급 부품들을 평가 검사하는 측정수준을 높여, 국제 경쟁력있는 가공 및 제조기술의 확보를 가능케하는 고난이도의 기술장비이다. 종래의 접촉식 측정기로 측정이 용이하지 않은 초소형의 정밀가공부품, 미세형상의 정밀제품, 연질성의 정밀부품 또는 초정밀급으로 연마된 경면 등을 정밀측정할 수 있는 고품위의 비접촉식 측정시스템으로 고부가가치 산업인 반도체, 기계, 전기, 전자, 정보통신, 재료, 항공산업 등에 적용되며 국내는 물론 세계시장의 크기와 성장은 통계를 통해 볼 때 그 중요성이 점점 더해가고 있다.
한편 세계적으로 널리 알려진 접촉식 3차원 측정기술은 현재 많이 사용되고 있는 방법으로 매우 정밀하게 측정이 가능하나 접촉력에 의해 측정표면에 흠집을 만들기 때문에 부드러운 물체는 측정이 곤란하다. 비접촉식 3차원 측정기술은 광간섭과 광학현미경을 한 시스템에 구현하여 이러한 한계를 넘어 점차 기술의 중요성과 그 필요성이 날로 증대되고 있는 실정이다.
본 기술개발 내용 중 가장 중요한 것은 각각 별개의 측정기에서 측정하여야만 얻을 수 있는 2차원/3차원 치수, 표면형상 및 표면 거칠기 측정을 하나의 측정시스템으로 구현한 것이다. 본 측정시스템은 현재 상품화되어있는 비접촉 3차원 측정기의 대부분 기능은 물론 표면조도측정기의 측정기능을 가지고 있는 정밀측정 분야에서 한단계 더 진보한 비접촉식 초정밀 3차원 측정기이다.
국내에 도입되는 비접촉 3차원측정기와 표면조도 측정기는 매우 고가에 수입되고 있으며 2가지의 측정기를 모두 구비하려면 약 3.5∼4억원 정도의 비용이 소요된다. 당사가 제작한 제품은 국내에선 수입대체 효과를 볼 수 있고 대외적으로 수출을 하여 발생하는 외화 획득의 파급효과를 가져올 수 있다. 한편 신청기술을 이용한 다품종의 비접촉식 3차원 측정기도 가능하여 산업체 전반에 초정밀급 부품들의 평가 측정수준을 높여 국제 경쟁력있는 가공 및 제조기술의 확보를 가능하게 할 것이다.
세부 핵심 개발 기술별 주요 내용
(1) 광학현미경을 이용한 2차원/3차원 치수측정 기술
측정대상물체를 확대광학계가 장착된 비데오프로브(video probe)로 포착하여 첨단 컴퓨터 영상처리기술에 의해서 측정을 하게 되는데 수평방향의 치수의 분해능은 영상을 획득하기 위해서 사용하는 CCD 카메라의 화소수에 의해 제한을 받는다. 따라서 측정분해능을 향상시키기 위해 특수 영상처리 알고리즘인 서브-픽셀(sub-pixel) 알고리즘 처리기술과 각종의 치수측정 알고리즘 처리기술 등을 개발했다.
(2) 광간섭을 이용한 초정밀 형상 측정기술(PSI)
광간섭을 이용하여 측정할 경우 세 개 이상의 간섭무늬를 획득한 후 해석 알고리즘을 이용하여 형상을 산출하여야 한다. 기존의 해석 알고리즘은 측정정확도를 높이기 위해서는 여러 영상을 획득하기 위한 이송도구로 사용하는 PZT를 정확하게 이송하는 것이 요구된다. 본 개발에서는 이러한 요인을 제거하고 정확한 형상이 산출이 가능한 새로운 알고리즘인 A-Bucket 알고리즘 처리기술 등을 개발했다.
(3) 백색광 제한 간섭성을 이용한 초정밀 형상 측정 기술(WSI)
광간섭을 이용하여 측정할 경우 이론적인 한계로 인해 초정밀표면만 측정이 가능하다. 이러한 측정한계를 극복하고자 백색광의 제한간섭성을 이용한다. 이 경우 간섭무늬가 형성이 되려면 기준면과 측정 물체 사이의 상대적인 거리가 약 1.8 m 이내에 들어와야 하고 간섭무늬가 발생하였을 경우에도 상대적인 거리가 0일 경우 간섭무늬의 가시성이 최대가 된다. 따라서 PZT를 이용하여 기준면을 이송하면서 영상을 획득하여 간섭무늬가 존재하는 영역을 찾은 후 가시성이 최대인 위치를 찾는다. 그리고 측정되는 값은 PZT가 이송하는 단위보다 높은 정확도를 얻기 위한 알고리즘 처리기술 등을 개발했다.
적용분야
초정밀기계가공품, 다이아몬드 선삭가공면, 레핑면, 소형 정밀금형 및 부품, 하드디스크, 마그네틱 테이프, 디스켓, 반도체 웨이프, 세라믹, 광코넥터, 폴리건 미러, 기타 정밀측정관련 전 분야
광위상간섭 측정이란
기본측정원리
두 광속이 중첩되었을 때 밝기가 증감되는 현상을 간섭이라 한다. 이러한 광간섭현상을 이용, 입사광속은 기준광속과 측정광속으로 분할되어 각각 측정면과 기준면에 입사된다. 이 두 광속은 다시 두면에서 반사되어 모아지게 되고 광경로차(optical path difference)로 인해 간섭무늬가 발생한다. 이 무늬는 CCD 카메라에 의해 포착되어 영상처리 및 해석기법에 의해 3차원 형상을 재현한다.
PSI (phase shifting interferometer) 측정이란?
기준면과 측정대상에서 입사되어 반사되는 빛의 광경로차로 인해 발생하는 간섭무늬를 해석하여 초정밀 3차원 표면형상을 재현하는 방법이다.
WSI (white-light scanning interferometry) 측정이란?
백색광의 제한간섭성을 이용하여 PZT를 구동시키면서 간섭무늬의 가치성이 최대가 되는 위치를 감지하는 방법으로 높은 단차를 갖는 3차원 형상을 측정하기 위한 광학 측정 기법이다.
[전화 (02)333-7307]
(주)신 조 명
회사소개 및 역사
선진국에 비해 거의 황무지나 다름없는 형광등 고효율 반사갓을 개발하여, 선진조명으로 도약해야겠다는 신념으로 새롭게 창업하여, 15명 남짓한 전직원이 일치단결하여 조기 국산화개발을 위한 조처로서, 미국과의 기술제휴 및 기술 연수를 통한 실무 습득과 생산기술 연구원과 (주)SKC와의 연대한 공동 연구가 어울어져, 1년반이란 비교적 짧은 기간내에 양산화 개발까지 갈 수 있어, 수입 대체는 물론 해외 수출까지 넘볼 수 있게 되었음은 실로 값진 개가라 아니할 수 없다. 앞으로도 하면 된다는 슬로건 하에 선진 조명에로의 발전에 주저하지 않겠다는 직원일동의 결의와 단결력이 자랑거리라 할 수 있다.
회사 연혁
1995.9.9 (주)신조명 법인 설립
자본금 5억
1995.9.1 미국 CPF사와 기술제휴
1995.11 창업허가득
1996.10 (주)SKC와 양산화 개발
연구 착수
1996.6 생산기술연구원과
Ag-PET film 개발 착수
1996.10 공장등록필
1996.11 한국전등기구 공업협동조합 가입
1997.11.20 KT마크 획득
1997.12 무역업 등록
1998.3 Venture기업 확인득
신기술 개발과정
형광등 고조도 반사갓을 100 % 국산화 개발시키려면 우선 핵심 자재인 Ag-PET (silver-polyester) 반사 film 개발이 선행되어야 한다. Ag-PET 반사 film은 반사율, antistatic, antiscratch 등 해결해야 할 숙제들이 많아 자칫 개발 기간이 장기화 될 우려가 있기 때문에, 조기 개발을
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No. |
개 발 항 목 |
개 발 목 표 |
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① |
초내구성, 고효율 (90 % 이상) Ag-PET 반사 film |
10－6 Torr 증착 기술 개발
고투명 PET film 개발 |
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인장력 28,000 psi (ASTM 8820-A) |
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Ag 두께 : 1,000 Å 이상(증착 Ag 두께) |
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Ag 증착력 : 2-4 lbf/in 유지 |
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내산성 (20 % 광산) : 24 hrs(상온) |
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반사율: 90 % 이상 |
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자외선 (253.7 nm) : 3개월 조사 무변형 |
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② |
Ag-PETF의 Ag증착면측에 점착제도장기술의 개발 및 hard coating기술의 개발 |
점착력 : 3-4 lbf/in (aluminum 지지판에 접착시) |
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점착제의 완전 균일 도포 및 경면 손상 배재 |
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증착 Ag와 PET film과의 박리 및 손상방지 보호 (prime coating) |
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점착제 도포시 기포나 용제의 완전제거 |
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먼지등 이물질의 완전제거 |
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반사판 면에 먼지 등 오물 제거시 수건 등으로 닦아도 찰상 생성 방지(antiscratch) |
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③ |
보호 film의 개발 |
Premasking film의 개발 및 정전기 제거 |
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④ |
PET film의 aluminum substrate에의 laminating기술개발 |
Al-substrate의 완전 탈지 |
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점착력 : 3-4 lbf/in 유지 |
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기포 및 이물질 완전배재 및 경면 손상배재 |
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대전방지 처리 |
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Premasking film 및 PET film 표면 손상 방지 |
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⑤ |
광학적 설계 design 및 자동 절곡 기술 개발 |
빛의 효율성 극대화 설계 (CAD/CAM system) |
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자동절곡 및 절곡각의 정밀도 |
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⑥ |
종합 절전성 효율 향상 (기존 paint 제품 기준으로) |
평균조도 : 35 % 향상 단위 전력당 조도(lux/W) : 35 % 향상 최대 절전 잠재력 : 35 % 향상 |
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구분 항목 |
기 대 효 과 |
비 고 |
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절전효과 |
90억 kW (100 kW 원전 연간 발전량 72억 kW임) |
한전총생산전력 2,000억 kW 중 11 %가 형광등 전력소비이며 이의 41.2 %가 절전 가능함 |
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수입대체 효과 |
500만$ |
수입량 : 500만톤/년 단 가 :1,000$/kg |
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환경개선 효과 |
Co2 gas 2,400만톤 생성억제 Sox+Nox gas 27만톤 생성억제 |
발전을 위한 연소 gas 중 절전 상당분 gas량 |
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고용창출 |
50-100명 |
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위하여 다소 경제적 부담을 감수함이 옳다고 판단되었다. 따라서 미국의 세계적인 Ag-PET 반사 film 생산업체인 Courtaulds Performance Film, Inc (CPF)와 기술제휴 및 반사 film 공급권을 획득한 후, 3인의 직원을 파견하여 형광등 반사갓 제조에 꼭 필요한
- Laminating 기술
- CAD/CAM system에 의한 optical design 기술
등을 습득하는 한편, 병행하여 생산기술연구원(이의재 박사) 및 (주)SKC(심영주 부장)등과 공동으로 연구비 2억 7,000만원, 연구인력 20여명, 개발기간 1년과, 아래와 같은 연구 내용으로 개발에 성공을 거두었다. 따라서 핵심 소재인 Ag-PET 반사 film에서부터 형광등 반사갓 및 optical design에 이르기까지 100 % 국산화에 이르게 되었다.
신기술 개발 의의와 향후전망
모든 신제품 개발이 그러하듯 나름대로 진가를 갖고 있겠으나, Ag-PET film 반사갓만큼 시의적절한 개발품도 그리 흔치 않을 것으로 사료된다. 산자부나 에너지 관리 공단에서 적극 전개하고 있는 녹색 조명운동이나, ESCO 사업이 시사하듯, 형광등용 고조도 반사갓은 에너지 절약상 또 시력보호나 환경개선 차원에서 그 사용이 필수화 되어가고 있음이 작금의 세계적인 추세이다. 따라서 앞으로 그 수요가 계속 늘어날 것으로 전망되며, 개발효과를 표 2와 같이 추정할 수 있겠다.
국내는 물론 세계선진각국에서도 반사갓의 효율성이 인정되어 에너지절약 목적이나 시력보호 차원에서 수요가 계속 증가할 것으로 분석되며, 따라서 획기적인 반사갓이 등장하지 않는 한 전망이 매우 밝다고 할 수 있겠다.