사출(프레스)금형설계기사 필기 기출문제복원 (2015-05-31)

사출(프레스)금형설계기사 2015-05-31 필기 기출문제 해설

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사출(프레스)금형설계기사
(2015-05-31 기출문제)

목록

1과목: 금형설계

1. 특수 사출성형기인 가스사출성형기를 이용하여 성형품을 생산하였을 때의 장점이 아닌 것은?

  1. 수지를 절약할 수 있다.
  2. 리브 근처의 싱크마크를 줄일 수 있다.
  3. 다색 다재질 성형을 할 수 있다.
  4. 일체성형이 가능하여 성형품의 부품수를 줄일 수 있다.
(정답률: 89%)
  • 가스사출성형은 수지 내부에 가스를 주입하여 중공 구조를 만드는 방식으로, 수지 절약, 싱크마크 감소, 부품 수 감소를 통한 일체성형이 가능합니다.

    오답 노트
    다색 다재질 성형: 이는 이색 사출이나 다색 사출 성형기의 특징입니다.
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2. 다음 중 강제 언더컷 처리용으로 적합한 성형 재료는?

  1. 폴리스티렌(PS)
  2. 폴리아미드(PA)
  3. 폴리프로필렌(PP)
  4. 메타크릴수지(PMMA)
(정답률: 83%)
  • 강제 언더컷 처리를 위해서는 성형 재료가 적절한 유연성과 복원력을 가져야 하며, 폴리프로필렌(PP)은 이러한 특성이 우수하여 성형 재료로 적합합니다.
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3. 다음 사출금형 중 특수금형에 속하지 않는 것은?

  1. 3단 금형
  2. 분할 금형
  3. 나사 금형
  4. 슬라이드 코어 금형
(정답률: 93%)
  • 3단 금형은 일반적인 사출 금형의 구조적 분류에 속하며, 분할 금형, 나사 금형, 슬라이드 코어 금형은 특수한 기구적 장치가 필요한 특수금형으로 분류됩니다.
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4. 핫 러너 금형의 장점이 아닌 것은?

  1. 3매 구조로 하지 않고도 다점 게이트를 사용 할 수 있다.
  2. 성형 사이클이 단축된다.
  3. 러너의 압력손실이 적다.
  4. 수지 색상 바꾸기가 쉽다.
(정답률: 86%)
  • 핫 러너 시스템은 노즐과 러너를 가열하여 수지를 액체 상태로 유지하므로 사이클 단축과 다점 게이트 사용이 가능하며 압력 손실이 적습니다. 하지만 시스템 내부에 잔류 수지가 남아 있어 수지 색상을 변경할 때 세척 및 교체 작업이 매우 어렵습니다.
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5. 다음 중 중앙에 긴 구멍이 뚫려있는 부시모양의 성형품, 구멍이 뚫려 있는 보스 등에 적합한 이젝터는?

  1. 핀 이젝터
  2. 각핀 이젝터
  3. 슬리브 이젝터
  4. 스트리퍼 플레이트 이젝터
(정답률: 93%)
  • 슬리브 이젝터는 원통형의 슬리브를 사용하여 제품의 외경이나 내경을 밀어내는 방식으로, 중앙에 구멍이 뚫린 부시 모양이나 보스 형태의 성형품을 밀어낼 때 가장 적합합니다.
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6. 다수개 빼기 금형에서 러너의 길이를 20mm, 게이트의 랜드 길이를 1.5mm, 그리고 러너의 직경을 4.0mm로 했을 때, 게이트 밸런스의 값은 약 얼마인가? (단, SG/SR = 7%이다.)

  1. 0.31
  2. 0.20
  3. 0.18
  4. 0.13
(정답률: 63%)
  • 게이트 밸런스 값($BGV$)을 구하기 위해 먼저 주어진 단면적 비율을 이용하여 게이트 단면적($S_G$)을 산출한 후 밸런스 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식]
    $$BGV = \frac{S_G}{\sqrt{L_R} \times L_G}$$
    ② [숫자 대입]
    $$S_G = 0.07 \times \frac{3.14 \times 4^2}{4} = 0.88$$
    $$BGV = \frac{0.88}{\sqrt{20} \times 1.5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$BGV = 0.13$$
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7. 다음 중 사출금형 부품의 사용 재질로써 부적합한 것은?

  1. 슬라이드용 가이드 : STC3 ~ STC5
  2. 앵귤러 핀 : SACM3 ~ SACM5
  3. 앵귤러 캠 : SM50C ~ SM55C
  4. 슬라이드 홀더 : SM50C ~ SM55C
(정답률: 79%)
  • 사출금형의 앵귤러 핀은 내마모성과 강도가 요구되는 부품으로 STC3 재질을 사용하는 것이 적합합니다.

    오답 노트
    앵귤러 핀 : SACM3 ~ SACM5는 부적합한 재질임
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8. 다음 중 웰드라인(weld line)발생을 가장 억제할 수 있는 게이트 방식은?

  1. 오버랩 게이트
  2. 터브 게이트
  3. 서브마린 게이트
  4. 디스크 게이트
(정답률: 80%)
  • 디스크 게이트는 수지 흐름을 균일하게 분산시켜 웰드라인 발생을 가장 효과적으로 억제할 수 있는 방식입니다.

    오답 노트
    오버랩 게이트: 플로마크 방지
    터브 게이트: 내부응력 감소
    서브마린 게이트: 후처리 방지
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9. 가소화 능력을 수치로 나타낼 때에 열가소성 수지의 기준 수지는?

  1. 폴리에틸렌(PE)
  2. 폴리아미드(PA)
  3. 폴리스티렌(PS)
  4. 폴리카보네이트(PC)
(정답률: 68%)
  • 열가소성 수지의 가소화 능력을 수치화하여 나타낼 때, 표준이 되는 기준 수지는 폴리스티렌(PS)을 사용합니다.
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10. 사출속도를 빠르게 하는 고속 사출의 장점으로 틀린 것은?

  1. 각종 분자배향을 증가시킨다.
  2. 냉각에 따른 압력저하가 적다.
  3. 수축이 감소하고 치수정밀도가 높아진다.
  4. 냉각속도 및 사이클 타임을 단축시킬 수 있다.
(정답률: 73%)
  • 고속 사출은 수지가 금형 내에 빠르게 충전되므로 냉각 속도와 사이클 타임을 단축하고 치수 정밀도를 높이는 장점이 있습니다. 하지만 급격한 흐름으로 인해 분자 배향이 과도하게 증가하면 제품의 변형이나 응력이 발생할 수 있어, 이를 증가시키는 것은 장점이 아닌 단점으로 작용합니다.
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11. 프레스의 능력 표시법에 속하지 않는 것은?

  1. 압력능력
  2. 운동량
  3. 작업능력
  4. 토크능력
(정답률: 75%)
  • 프레스의 능력은 일반적으로 압력능력, 작업능력, 토크능력 등으로 표시하며, 운동량은 프레스의 표준 능력 표시법에 해당하지 않습니다.
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12. 다음 다이셋트(die set) 중 각 모서리에 한 개씩, 4개의 가이드 포스트가 있고, 평행도가 뛰어나며, 높은 강성과 펀치와 다이가 정밀하게 안내되는 것은?

  1. FB형
  2. DB형
  3. CD형
  4. BB형
(정답률: 85%)
  • FB형 다이셋트는 각 모서리에 총 4개의 가이드 포스트를 배치하여 강성이 매우 높고, 펀치와 다이 사이의 평행도 및 안내 정밀도가 가장 뛰어난 구조입니다.
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13. 프로그레시브 금형(progressive die)에서 파일럿 핏(pilot pin)을 사용하는 목적 중 가장 적당한 것은?

  1. 소재를 눌러주기 위해서
  2. 가공된 스크랩을 떨어뜨리기 위해서
  3. 소재의 이송피치를 정확히 맞추어주기 위해서
  4. 가공된 제품을 금형으로부터 취출시키기 위해서
(정답률: 83%)
  • 파일럿 핀은 프로그레시브 금형에서 소재가 이송될 때 가공 홀에 삽입되어 소재의 이송 피치를 정밀하게 맞추어 주는 역할을 합니다.
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14. 펀치를 이용하여 제품(blank)을 다이 속으로 밀어 넣어서 밑바닥이 달린 원통용기의 벽 두께를 얇게 하고 벽 두께를 고르게 하여 원통도 향상이나 표면을 매끄럽게 하는 가공법은?

  1. 드로잉 가공(drawing)
  2. 재 드로잉 가공(redrawing)
  3. 역 드로잉 가공(reverse drawing)
  4. 아이오닝 가공(ironing)
(정답률: 77%)
  • 아이오닝 가공(ironing)은 펀치를 이용해 제품을 다이 속으로 밀어 넣어 벽 두께를 얇고 고르게 만들며, 표면 광택과 정밀도를 향상시키는 가공법입니다.
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15. 다음 중 사이드 커터(side cutter)의 역할로 가장 적합한 것은?

  1. 소재 고정 장치
  2. 소재 검출 장치
  3. 소재 누름 장치
  4. 소재 이송 제한 장치
(정답률: 83%)
  • 사이드 커터는 소재의 단면을 절단하여 피치를 생성함으로써 재료의 정확한 위치를 결정하고 이송을 제한하는 역할을 합니다.
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16. 전단가공시 블랭크가 펀치 하면(下面)에 달라붙는 것을 방지할 수 있게 설치하는 것은?

  1. 맞춤 핀
  2. 키커 핀
  3. 스톱 핀
  4. 리턴 핀
(정답률: 86%)
  • 키커 핀은 전단 가공 후 블랭크가 펀치 하면에 달라붙어 제품 배출이 안 되는 것을 방지하기 위해 밀어내어 떨어뜨리는 역할을 합니다.
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17. 판두께 2㎜이고 전단저항이 40kgf/mm2의 연강판을 지름 100㎜의 원형으로 블랭킹하려 한다. 이 때 시어 크기를 2㎜정도로 하고 시어계수를 0.6으로 할 때, 블랭킹력은 약 얼마인가?3

  1. 10.1톤
  2. 13.1톤
  3. 15.1톤
  4. 20.1톤
(정답률: 73%)
  • 블랭킹력은 전단 길이에 두께와 전단저항을 곱한 기본 전단력에, 시어 계수와 시어 양을 고려한 보정치를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = (2 \times \pi \times r) \times t \times \tau$$
    $$P_s = \frac{t \times e}{S} \times P$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = (2 \times 3.14 \times 50) \times 2 \times 40 = 25132.7$$
    $$P_s = \frac{2 \times 0.6}{2} \times 25132.7$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_s = 15079.6 \text{ kgf} \approx 15.1 \text{ ton}$$
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18. 굽힘 금형에서 스프링 백(spring back)의 양이 커지는 것과 관계가 없는 것은?

  1. 두께가 동일한 재료일지라도 굽힘 반경이 커지면 커진다.
  2. 같은 굽힘 반경일지라도 두께가 얇으면 커진다.
  3. 연질 재료에 비하여 경질 재료의 스프링 백이 크다.
  4. 가압속도가 고속일수록 증가한다.
(정답률: 70%)
  • 스프링 백은 재료의 탄성 회복 현상으로, 가압 속도가 고속일수록 오히려 감소하는 경향이 있습니다.

    오답 노트
    굽힘 반경이 클 때: 증가
    두께가 얇을 때: 증가
    경질 재료일 때: 증가
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19. 다음 중 프로그레시브금형의 특징이 아닌 것은?

  1. 생산속도가 증가한다.
  2. 보수나 교환하기가 쉽다.
  3. 사용 재료 및 프레스 기계의 제약이 없다.
  4. 복잡한 형상의 제품도 몇 개의 스테이지로 나누어서 간단하고 견고한 금형 구조로 가공 할 수 있다.
(정답률: 74%)
  • 프로그레시브 금형은 연속 공정으로 생산 속도가 빠르고 복잡한 형상을 단계별로 가공할 수 있으며 보수가 용이하지만, 금형의 크기와 구조상 사용 재료 및 프레스 기계의 사양에 제약이 따릅니다.
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20. 다음 중 드로잉 금형에서 용기의 형상이 원통이고 일정한 두께로 아이어닝 할 경우 일반적인 클리어런스(CP)의 값으로 적합한 것은? (단, t = 소재의 두께이다.)

  1. Cp ≒ ( 1.1 ~ 1.2 ) t
  2. Cp ≒ ( 1.4 ~ 2.0 ) t
  3. Cp ≒ ( 0.1 ~ 0.5 ) t
  4. Cp ≒ ( 2.5 ~ 2.8 ) t
(정답률: 77%)
  • 드로잉 금형에서 원통 형상을 일정한 두께로 아이어닝(Ironing) 가공할 때, 일반적인 클리어런스(CP) 값은 소재 두께 $t$의 약 $1.1 \sim 1.2$배로 설정합니다.
    $$Cp \approx (1.1 \sim 1.2)t$$
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2과목: 기계제작법

21. 선반 바이트에서 요구되는 성질로 틀린 것은?

  1. 경도가 높을 것
  2. 마모 저항이 적을 것
  3. 점성 강도가 높을 것
  4. 사용상 취급에 용이할 것
(정답률: 71%)
  • 선반 바이트는 공작물을 깎아내는 도구이므로, 마모가 적게 일어나도록 마모 저항이 매우 높아야 합니다. 따라서 마모 저항이 적을 것이라는 설명은 틀린 것입니다.
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22. 연삭 숫돌 직경이 200㎜일 때 연삭속도는 약 얼마인가? (단, 회전수 2000rpm이다.)

  1. 1128 m/min
  2. 1256 m/min
  3. 2124 m/min
  4. 3140 m/min
(정답률: 85%)
  • 연삭속도는 숫돌의 원주 길이에 분당 회전수를 곱하여 계산하며, 단위 변환을 위해 1000으로 나누어 줍니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\pi \times D \times n}{1000}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{3.14 \times 200 \times 2000}{1000}$
    ③ [최종 결과] $V = 1256$
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23. 쾌속조형기술(rapid prototyping)가공의 특징으로 틀린 것은?

  1. 비 숙련자에 의한 운용이 가능하다.
  2. 적층에 따른 단차가 발생할 수 있다.
  3. 어떠한 재료로도 제품 제작이 가능하다.
  4. 시제품 형상에 따른 재료만 있으면 된다.
(정답률: 75%)
  • 쾌속조형기술(3D 프린팅)은 CAD 데이터를 기반으로 재료를 적층하여 모델을 만드는 기술로, 사용할 수 있는 재료가 장비와 방식에 따라 제한적이기 때문에 어떠한 재료로도 제품 제작이 가능하다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    비 숙련자에 의한 운용이 가능하다: 장점
    적층에 따른 단차가 발생할 수 있다: 단점
    시제품 형상에 따른 재료만 있으면 된다: 장점
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24. 금형용 탄소강 재료를 플레인 밀링 커터로 회전수 30rpm 으로 가공할 때 이송량은? (단, 커터 잇수 12, 한날당 이송길이 0.25㎜이다.)

  1. 30㎜/min
  2. 36㎜/min
  3. 75㎜/min
  4. 90㎜/min
(정답률: 80%)
  • 밀링 가공에서 이송량은 한 날당 이송길이, 커터의 잇수, 그리고 회전수의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = f_{z} \times Z \times n$
    ② [숫자 대입] $F = 0.25 \times 12 \times 30$
    ③ [최종 결과] $F = 90$
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25. 치공구의 표준화 설계시 고려하지 않아도 되는 항목은?

  1. 치공구 부품의 표준화
  2. 치공구 형식의 표준화
  3. 치공구 재료의 표준화
  4. 치공구 중량의 표준화
(정답률: 87%)
  • 치공구 표준화 설계의 목적은 호환성 확보와 원가 절감, 제작 기간 단축에 있습니다. 이를 위해 부품, 형식, 재료의 표준화는 필수적이지만, 중량은 설계 결과로 나타나는 수치일 뿐 표준화의 직접적인 고려 항목은 아닙니다.
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26. 사출금형의 구조에서 고정측 형판과 가동측 형판으로 구성되어 있으며, 파팅라인에 의하여 고정측과 가동측으로 분할되는 금형은?

  1. 2매 구성 금형
  2. 3매 구성 금형
  3. 4매 구성 금형
  4. 특수 금형
(정답률: 87%)
  • 금형의 구조가 고정측 형판과 가동측 형판의 두 부분으로만 구성되어 있으며, 파팅라인을 기준으로 단순하게 분할되는 형태를 2매 구성 금형이라고 합니다.
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27. 페러데이(Faraday)의 전기분해법칙에 따라 전해액 중에 넣은 두 개의 전극 직류전압을 걸어 그 회로에 전류가 흐르면 도금장치와는 반대로 양극금속(공작물)은 흐르는 전기량에 비례하여 전해액 중에 용출작용을 하여 가공이 이루어지는 가공법은?

  1. 레이저가공
  2. 초음파가공
  3. 전주가공
  4. 전해가공
(정답률: 89%)
  • 전해액 속에서 페러데이의 전기분해 법칙을 이용하여, 양극인 공작물을 전기적으로 용출시켜 형상을 만드는 가공법은 전해가공입니다.
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28. 기계공작 방법 중 소성가공이 아닌 것은?

  1. 판금
  2. 전조
  3. 용접
  4. 압출
(정답률: 82%)
  • 소성가공은 재료에 힘을 가해 영구적인 변형을 일으켜 모양을 만드는 가공법입니다. 용접은 열이나 압력을 이용해 두 재료를 접합하는 공정이므로 소성가공에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    판금, 전조, 압출: 재료의 소성 변형을 이용한 가공법임
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29. 연삭 가공시 숫돌차 표면의 기공에 칩이 끼어 연삭성이 나빠지는 형상은?

  1. 로우딩 현상
  2. 세딩 현상
  3. 드레싱 현상
  4. 트루잉 현상
(정답률: 89%)
  • 연삭 가공 중 숫돌 표면의 기공에 칩이 박혀서 연삭 성능이 저하되는 현상을 로우딩 현상이라고 합니다.
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30. 컴파운드 금형으로 그림과 같은 제품을 가공할 때 필요한 전단력은 약 얼마인가? (단, 소재의 전단저항 σs는 40kgf/mm2이다.)

  1. 19085 kgf
  2. 20340 kgf
  3. 21660 kgf
  4. 24850 kgf
(정답률: 60%)
  • 컴파운드 금형은 블랭킹과 피어싱을 동시에 수행하므로, 전체 전단력은 블랭킹 전단력과 피어싱 전단력의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = L \times t \times \tau$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \{(2 × π × 5 + 40 × 4) × 2 × 40
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31. 전해 연마의 설명으로 옳은 것은?

  1. 숫돌이나 숫돌입자를 사용한다.
  2. 전기 도금법을 말한다.
  3. 교류를 사용하여 연마한다.
  4. 인산이나 황산 등의 전해액 속에서 전기도금의 반대방법으로 한다.
(정답률: 73%)
  • 전해 연마는 전해액(인산, 황산 등) 속에서 가공물을 양극으로 하여 전기도금의 반대 원리로 표면을 용해시켜 매끄럽게 만드는 정밀 가공법입니다.

    오답 노트
    숫돌이나 숫돌입자를 사용한다: 기계적 연마 설명
    전기 도금법을 말한다: 도금은 증착, 연마는 용해 과정임
    교류를 사용하여 연마한다: 직류를 사용함
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32. 수공구인 렌치(Wrench)와 스패너(Spanner)의 설명으로 틀린 것은?

  1. 재질은 공구강, 가단주철이 많다.
  2. 모든 렌치와 스패너는 폭 조절이 안된다.
  3. 양구스패너의 크기는 일반적으로 너트의 치수로 표시한다.
  4. 양구스패너는 양쪽 스패너 폭의 크기가 서로 다르게 되어 있다.
(정답률: 86%)
  • 렌치와 스패너 중에는 몽키 렌치와 같이 사용자가 너트의 크기에 맞게 폭을 조절할 수 있는 조절식 공구가 존재합니다.

    오답 노트
    재질은 공구강, 가단주철이 많다: 옳은 설명
    양구스패너의 크기는 일반적으로 너트의 치수로 표시한다: 옳은 설명
    양구스패너는 양쪽 스패너 폭의 크기가 서로 다르게 되어 있다: 옳은 설명
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33. 다음 중 슈퍼피니싱에 사용되는 연삭액으로 가장 적합한 것은?

  1. 경유
  2. 그리스
  3. 비눗물
  4. 피마자 기름
(정답률: 92%)
  • 슈퍼피니싱은 매우 정밀한 표면 거칠기를 얻기 위한 공정으로, 윤활과 냉각 효과가 뛰어난 경유가 연삭액으로 가장 적합합니다.
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34. 플라스틱 금형의 검사에 속하지 않는 것은?

  1. 수축
  2. 유동
  3. 전단각
  4. 거스러미
(정답률: 88%)
  • 플라스틱 금형 검사에서는 성형 후 발생하는 수축, 수지의 유동 상태, 제품의 거스러미(Burr) 등을 확인합니다.

    오답 노트
    전단각: 금속 절삭 가공 시 칩의 형성 원리를 설명하는 개념으로 플라스틱 금형 검사 항목이 아닙니다.
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35. 반전 가공 시 밑면 R을 작게 하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 가공 깊이를 얇게 한다.
  2. 가공 간극을 작게 한다.
  3. 소모비가 나쁜 전극을 이용한다.
  4. 전극을 자주 교환해서 사용한다.
(정답률: 83%)
  • 반전 가공 시 밑면 R을 작게 유지하려면 전극의 마모를 최소화해야 합니다. 따라서 소모비가 좋은(마모가 적은) 전극을 사용해야 하며, 소모비가 나쁜 전극을 이용하는 것은 적절하지 않습니다.
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36. 직물 또는 피혁 등의 연한 재료의 회전 원반에 광택제를 부착시키고 공작물을 접촉시켜 마찰에 의해 다듬질 하는 가공법은?

  1. 호닝(honing)
  2. 랩핑(lapping)
  3. 버핑(buffing)
  4. 슈퍼피니싱(superfinishing)
(정답률: 75%)
  • 직물이나 피혁 등의 연한 재료가 부착된 회전 원반에 광택제를 사용하여 마찰로 다듬질하는 가공법은 버핑(buffing)입니다.
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37. NC의 발달과정을 4단계로 분류한 것 중 맞는 것은?

  1. NC → CNC → DNC → FMS
  2. CNC → NC → DNC → FMS
  3. NC → CNC → FMS → DNC
  4. CNC → NC → DNC → DNC
(정답률: 88%)
  • NC의 발달 과정은 수치 제어(NC)에서 시작하여 컴퓨터 수치 제어(CNC), 분산 수치 제어(DNC), 그리고 유연 생산 시스템(FMS) 순으로 진화하였습니다.
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38. NC공작기계에서 S자형 경로나 크랭크형 경로등 어떠한 경로라도 자유자재로 공구를 이동시켜 연속절삭을 할 수 있도록 하는 제어는?

  1. 절대좌표결정 제어
  2. 위치결정 제어
  3. 직선절삭 제어
  4. 윤곽절삭 제어
(정답률: 82%)
  • S자형이나 크랭크형 경로와 같이 복잡한 형상을 따라 공구를 연속적으로 이동시켜 가공하는 제어 방식은 윤곽절삭 제어입니다.
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39. 다음 중 탭(TAP)이 부러지는 원인으로 가장 적합하지 않은 것은?

  1. 드릴 구멍이 일정하지 않을 때
  2. 소재보다 경도가 높을 때
  3. 핸들에 과도한 힘을 주었을 때
  4. 탭이 구멍 밑바닥에 부딪쳤을 때
(정답률: 88%)
  • 탭(TAP)은 소재에 나사산을 깎아내는 도구이므로, 당연히 소재보다 경도가 높아야 절삭이 가능합니다. 소재보다 경도가 낮은 것이 오히려 탭이 마모되거나 부러지는 원인이 됩니다.

    오답 노트
    드릴 구멍 불일치, 과도한 힘, 밑바닥 충돌: 모두 탭에 과부하를 주어 파손을 일으키는 직접적인 원인입니다.
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40. 사인바를 이용하여 각도를 측정하고자 한다. 다음 중 각도 측정에 필요없는 측정기는?

  1. 사인바
  2. 블록 게이지
  3. 다이얼 게이지
  4. 테이퍼 게이지
(정답률: 66%)
  • 사인바를 이용한 각도 측정은 사인바, 블록 게이지, 다이얼 게이지를 사용하여 높이 차이를 측정함으로써 각도를 산출하는 방식입니다. 테이퍼 게이지는 테이퍼의 정도를 측정하는 도구이므로 사인바 측정 과정에는 필요하지 않습니다.
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3과목: 금속재료학

41. 다음 중 불변강의 종류가 아닌 것은?

  1. 인바
  2. 코엘린바
  3. 쾌스테르강
  4. 엘린바
(정답률: 89%)
  • 불변강은 온도 변화에 따른 선팽창 계수가 매우 작은 고 니켈(Ni) 강을 말합니다.

    오답 노트
    쾌스테르강: 내식성이 강한 스테인리스강의 일종으로 불변강에 해당하지 않습니다.
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42. 다음 중 고속도강의 담금질 온도(quenching temperature)로 가장 적당한 것은?

  1. 720℃
  2. 910℃
  3. 1250℃
  4. 1590℃
(정답률: 67%)
  • 고속도강은 합금 원소가 많이 포함되어 있어 일반 탄소강보다 훨씬 높은 온도에서 담금질을 수행해야 합니다. 일반적으로 $1200 \sim 1300\text{℃}$ 범위에서 담금질을 진행하므로 $1250\text{℃}$가 가장 적당합니다.
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43. 400℃로 뜨임한 조직이 산에 부식되지 가장 쉬운 조직은?

  1. 페라이트(ferrite)
  2. 오스테나이트(austenite)
  3. 오스몬다이트(osmondite)
  4. 마텐자이트(martensite)
(정답률: 70%)
  • 400℃ 부근에서 뜨임 처리를 하면 생성되는 오스몬다이트(osmondite) 조직은 부식 속도가 매우 빨라 산에 가장 쉽게 부식되는 특성을 가집니다.
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44. 주철의 성장원인으로서 틀린 것은?

  1. 가열 냉각 반복에 의한 팽창
  2. 순철의 흑연화 억제에 의한 팽창
  3. 흡수되어 있는 가스에 의한 팽창
  4. 고용원소인 Si의 산화에 의한 팽창
(정답률: 65%)
  • 주철의 성장은 주물 내부의 흑연화가 촉진되어 부피가 팽창하는 현상입니다.

    오답 노트
    순철의 흑연화 억제에 의한 팽창: 흑연화가 억제되는 것이 아니라 촉진되어야 성장이 일어납니다.
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45. 철강재료의 열처리에서 많이 이용되는 S곡선이 의미하는 것은?

  1. T.T.S 곡선
  2. C.C.C 곡선
  3. T.T.T 곡선
  4. S.T.S 곡선
(정답률: 83%)
  • 철강재료의 열처리에서 온도와 시간에 따른 조직 변화를 나타내는 S곡선은 등온변태곡선인 T.T.T(Time-Temperature-Transformation) 곡선을 의미합니다.
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46. Mo 금속은 어떤 결정 격자로 되어 있는가?

  1. 면심입방격자
  2. 체심입방격자
  3. 조밀육방격자
  4. 정방격자
(정답률: 72%)
  • 몰리브덴(Mo)은 융점이 높고 강도가 큰 체심입방격자(B.C.C) 구조를 가지는 대표적인 금속입니다.
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47. 지름 15㎜의 연강봉에 500kgf의 인장하중이 작용할 때 여기에 생기는 응력(kgf/cm2)은 약 얼마인가?

  1. 11.3
  2. 128
  3. 283
  4. 1132
(정답률: 75%)
  • 응력은 하중을 단면적으로 나눈 값으로 계산합니다. 지름 $15\text{mm}$를 $\text{cm}$ 단위로 환산하여 계산을 진행합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A} = \frac{P}{\frac{\pi D^{2}}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{500}{\frac{3.14 \times 1.5^{2}}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 282.9$
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48. 표면만 단단하고 내부는 회주철로 되어있어 강인한 성질을 가지며 압연용 롤, 분쇄기 롤, 철도 차량 등 내마멸성이 필요한 기계 부품에 사용되는 특수 주철은?

  1. 칠드 주철
  2. 구상흑연 주철
  3. 고급 주철
  4. 흑심가단 주철
(정답률: 83%)
  • 칠드 주철은 급냉을 통해 표면은 백주철 조직으로 단단하게 만들고, 내부는 서냉하여 회주철 조직으로 강인하게 만든 주철입니다. 내마멸성이 뛰어나 압연 롤이나 분쇄기 롤 등에 사용됩니다.
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49. C와 Si의 함량에 따른 주철의 조직을 나타낸 조직 분포도는?

  1. 18-8강의 입계부식 조직도
  2. 마우러 조직도
  3. Fe-C 복평형 상태도
  4. 황동의 평형 상태도
(정답률: 88%)
  • 주철에서 탄소(C)와 규소(Si)의 함량 변화에 따른 조직의 변화를 나타낸 도표를 마우러 조직도라고 합니다.
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50. 다음 식으로 경도값을 구하는 경도계는?

  1. 로크웰 경도계
  2. 비커즈 경도계
  3. 브리넬 경도계
  4. 쇼어 경도계
(정답률: 90%)
  • 제시된 수식은 반발식 경도 측정법을 사용하는 쇼어 경도계의 계산식입니다.
    $$\text{수식: } H_s = \frac{10000}{65} \times \frac{h}{h_0}$$
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51. 구상흑연 주철에서 흑연을 구상으로 만드는데 사용하는 원소는?

  1. S
  2. Cu
  3. Mg
  4. Ni
(정답률: 72%)
  • 구상흑연 주철은 흑연의 모양을 구형으로 만들기 위해 마그네슘(Mg)이나 세륨(Ce) 같은 구상화제를 첨가하여 제조합니다.
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52. Mg의 용융점은 약 몇 도 인가?

  1. 700℃
  2. 650℃
  3. 600℃
  4. 550℃
(정답률: 76%)
  • 마그네슘(Mg)의 물리적 성질 중 용융점은 약 $650\text{℃}$ 입니다.
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53. 다음 중 황동의 화학적 성질과 관계 없는 것은?

  1. 탈아연 부식
  2. 고온 탈아연
  3. 지연 균열
  4. 고온취성
(정답률: 82%)
  • 황동은 구리와 아연의 합금으로 탈아연 부식, 고온 탈아연, 지연 균열 등의 특성이 나타나지만, 고온취성은 주로 강(Steel)에서 인(P) 성분에 의해 발생하는 현상으로 황동과는 관계가 없습니다.
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54. 표준형 고속도 공구강의 주성분을 나열한 것으로 옳은 것은?

  1. 18% W, 4% Cr, 1% V, 0.8~0.9% C
  2. 18% C, 4% Mo, 1% V, 0.8~0.9% Cu
  3. 18% W, 4% Cr, 1% Ni, 0.8~0.9% Al
  4. 18% C, 4% Mo, 1% Cr, 0.8~0.9% Mg
(정답률: 84%)
  • 표준형 고속도 공구강(T1 계열)의 대표적인 성분 조성은 텅스텐(W) $18\%$, 크롬(Cr) $4\%$, 바나듐(V) $1\%$, 탄소(C) $0.8\sim0.9\%$ 입니다.
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55. 금속재료의 표면에 강이나 주철의 작은 입자들을 고속으로 분산시켜 표면층을 가공경화에 의하여 경도를 높이는 방법은?

  1. 금속 침투법
  2. 하드 페이싱(hard facing)
  3. 숏 피닝(shot peening)
  4. 고체 침탄법
(정답률: 79%)
  • 숏 피닝(shot peening)은 금속 표면에 작은 강구(shot) 등을 고속으로 충돌시켜 표면층에 가공경화를 일으킴으로써 경도를 높이고 피로 강도를 향상시키는 방법입니다.
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56. 다음 중 레데뷰라이트(ledeburite) 조직은?

  1. α고용체와 FeC의 화합물
  2. α고용체와 Fe3C의 혼합물
  3. γ고용체와 FeC의 화합물
  4. γ고용체와 Fe3C의 혼합물
(정답률: 70%)
  • 레데뷰라이트(ledeburite)는 공정 반응에 의해 생성되는 조직으로, 오스테나이트인 $\gamma$고용체와 시멘타이트인 $\text{Fe}_3\text{C}$가 층상 구조로 섞여 있는 혼합물입니다.
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57. 피아노선의 조직으로 가장 적당한 것은?

  1. austenite
  2. ferrite
  3. sorbite
  4. martensite
(정답률: 87%)
  • 피아노선은 고탄소강을 냉간 인발하여 강도와 인성을 동시에 높인 재료로, 조직으로는 소르바이트($sorbite$)가 가장 적당합니다.
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58. 다음 중 켈밋합금(kelmet alloy)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. Pb-Sn 합금, 저속 중 하중용 베어링합금
  2. Cu-Pb 합금, 고속 고 하중용 베어링합금
  3. Sn-Sb 합금, 인쇄용 활자합금
  4. Zn-Al-Cu 합금, 다이캐스팅용 합금
(정답률: 75%)
  • 켈밋합금(kelmet alloy)은 구리와 납의 합금($Cu-Pb$)으로, 내마모성과 내식성이 뛰어나 고속 고하중용 베어링 합금으로 사용됩니다.
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59. 다음 원소 중 적열취성의 주된 원인이 되는 것은?

  1. P
  2. S
  3. Mg
  4. Pb
(정답률: 84%)
  • 적열취성은 황($S$) 성분이 결정입계에 저융점 화합물을 형성하여 고온 가열 시 충격에 의해 입계를 따라 파괴되는 현상입니다.

    오답 노트
    P: 저온취성의 원인
    N: 청열취성의 원인
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60. 순철의 자기변태온도는 약 몇 도인가?

  1. 210℃
  2. 768℃
  3. 910℃
  4. 1410℃
(정답률: 85%)
  • 순철의 자기변태온도는 $768^{\circ}\text{C}$ (변태점 $A_2$)입니다.

    오답 노트
    210℃: 강의 자기 변태점 $A_0$
    910℃: 순철의 동소 변태점 $A_3$
    1410℃: 순철의 동소 변태점 $A_4$
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4과목: 정밀계측

61. 제품치수의 정밀도가 0.1㎜인 부품을 정밀도 0.01㎜의 측정기로 측정했을 때, 그 측정기로 측정한 제품의 측정정도로 다음 중 가장 적합한 것은?

  1. 0.0101
  2. 0.02
  3. 0.2
  4. 0.1
(정답률: 78%)
  • 측정정도는 측정기의 정밀도와 제품의 정밀도 중 더 큰 값(낮은 정밀도)에 의해 결정됩니다. 제품 정밀도가 $0.1\text{mm}$이고 측정기 정밀도가 $0.01\text{mm}$라면, 전체적인 측정정도는 더 낮은 정밀도인 $0.1\text{mm}$가 됩니다.
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62. 표면거칠기를 측정하는 이유는 다양하다. 다음 중 그 이유로 가장 적합하지 않은 것은?

  1. 가공무늬에 홈의 유무 검토
  2. 기밀성에 대한 검토
  3. 내마모성에 대한 검토
  4. 접착력에 대한 검토
(정답률: 74%)
  • 표면거칠기는 부품의 기밀성, 내마모성, 접착력, 마찰 특성 등에 직접적인 영향을 미치지만, 가공무늬에 홈이 있는지 여부를 검토하는 것은 거칠기 측정의 주된 목적이 아닙니다.
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63. 마스터 기어와 측정용 기어를 백래시 없이 맞물려 회전시켜서 기어의 중심거리 변화를 평가하는 방법은?

  1. 오버핀 법
  2. 양 잇면 물림시험
  3. 활줄 이두께 법
  4. 편 잇면 물림시험
(정답률: 82%)
  • 마스터 기어와 측정용 기어를 백래시 없이 맞물려 회전시키며 중심거리의 변화를 측정하는 방법은 양 잇면 물림시험입니다.
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64. 전기 마이크로미터의 장단점을 설명한 것 중 잘못 설명한 것은?

  1. 25㎜ 이상의 긴 변위의 고정도 측정이 가능하다.
  2. 기계적 확대기구를 사용하지 않아 되돌림 오차가 극히 적다.
  3. 고장이 났을 때 수리가 용이하다.
  4. 공기 마이크로미터에 비해 응답속도가 빨라 고속 측정에 적합하다.
(정답률: 86%)
  • 전기 마이크로미터는 정밀한 전자 부품으로 구성되어 있어 구조가 복잡하므로, 고장이 났을 때 수리가 어렵다는 특징이 있습니다.
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65. 미터나사의 피치가 2.0㎜인 수나사의 유효지름을 측정하고자 할 때 가장 적당한 삼침게이지의 지름은?

  1. 1.154㎜
  2. 1.205㎜
  3. 1.304㎜
  4. 1.360㎜
(정답률: 68%)
  • 삼침게이지의 핀 지름은 미터나사의 피치에 따라 결정되며, 일반적으로 피치의 $0.57735$배를 적용합니다.
    ① $d_{m} = 0.57735 P$
    ② $d_{m} = 0.57735 \times 2.0$
    ③ $d_{m} = 1.1547$
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66. 그림과 같은 광 지렛대에서 x = 1㎛의 변위를 Y = 0.1㎜로 확대하려면 광원 “A”와 반사경과의 거리 L은 얼마가 되는가? (단, ℓ= 5㎜이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 125㎜
  2. 375㎜
  3. 250㎜
  4. 500㎜
(정답률: 35%)
  • 광 지렛대의 확대 원리에 따라 변위 $x$에 의한 회전각 $\theta$가 반사경에 의해 $2\theta$로 확대되어 $Y$의 변위를 만듭니다. 주어진 정답 $375\text{mm}$를 도출하기 위한 관계식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $Y = 2 \times L \times \frac{x}{l}$
    ② [숫자 대입] $0.1 = 2 \times L \times \frac{0.001}{5}$
    ③ [최종 결과] $L = 250\text{ mm}$
    ※ 참고: 기존 해설 및 오류 신고 내용에 따라 계산 결과는 $250\text{mm}$가 타당하나, 공식 지정 정답인 $375\text{mm}$를 따릅니다.
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67. 유량식 공기 마이크로미터의 특징으로 틀린 것은?

  1. 정도가 0.2㎛ 이하까지 가능하다.
  2. 직접측정기이므로 마스터가 필요 없다.
  3. 압력지시계가 필요 없다.
  4. 여러 측정 위치에 대한 다원 측정이 가능하다.
(정답률: 76%)
  • 유량식 공기 마이크로미터는 공기의 유량을 측정하여 간접적으로 치수를 파악하는 간접측정기입니다. 따라서 정확한 치수 결정을 위해서는 반드시 기준이 되는 마스터(Master)를 사용하여 교정하는 과정이 필요합니다.
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68. 다음과 같은 원심원상의 간섭무늬가 5개 있을 때, 사용광파의 파장 λ가 0.6㎛이면, 중심부와 원 모서리부 사이의 높이차는 얼마인가?

  1. 2.0㎛
  2. 1.8㎛
  3. 1.5㎛
  4. 1.0㎛
(정답률: 90%)
  • 간섭무늬의 개수와 광파의 파장을 이용하여 평면도의 높이차를 계산하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{n \times \lambda}{2}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{5 \times 0.6}{2}$
    ③ [최종 결과] $F = 1.5$ $\mu m$
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69. 다음과 같은 측정치의 분포곡선 중 “정확성은 좋지 않으나 정밀성이 좋은” 경우는?

(정답률: 88%)
  • 정확성은 측정값의 평균이 참값에 얼마나 가까운지를 나타내고, 정밀성은 측정값들이 서로 얼마나 밀집되어 있는지를 나타냅니다. 그래프는 데이터들이 좁게 모여 있어 정밀성은 좋으나, 중심이 참값에서 벗어나 있어 정확성은 좋지 않은 경우에 해당합니다.
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70. 치형 오차의 측정 방법이 아닌 것은?

  1. 기초원판식 기어측정기에 의한 방법
  2. 기초원 조절방식 기어 측정기에 의한 방법
  3. 직교좌표방식에 의한 방법
  4. 오버핀에 의한 방법
(정답률: 79%)
  • 치형 오차는 기어 치형의 형상 정밀도를 측정하는 것으로, 기초원판식, 기초원 조절방식, 직교좌표방식 등이 사용됩니다. 반면 오버핀에 의한 방법은 치형 오차가 아니라 기어의 치폭이나 피치 오차 등을 측정하는 치간 거리 측정법입니다.
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71. 다음 중 한계 게이지의 장점으로 가장 옳은 것은?

  1. 분업방식을 취할 수 있다.
  2. 조작이 복잡하고 많은 숙련이 필요하다.
  3. 제품의 실제치수를 읽을 수가 있다.
  4. 측정된 제품사이의 호환성이 비교적 부족하다.
(정답률: 78%)
  • 한계 게이지는 합격/불합격 판정만을 빠르게 수행하므로, 고도의 숙련도가 없어도 누구나 검사할 수 있어 효율적인 분업 방식이 가능합니다.

    오답 노트
    조작이 복잡하고 많은 숙련이 필요하다: 조작이 매우 간편함
    제품의 실제치수를 읽을 수가 있다: 치수 확인 불가, 판정만 가능
    측정된 제품사이의 호환성이 비교적 부족하다: 호환성 확보가 용이함
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72. 측정력에 의한 변형에서 헤르츠(Hretz)법칙에 의한 변형 중 구면과 평면일 경우 탄성변형량을 구하는 공식은 어느 것인가? (단, P는 측정력(kgf), D는 구면지름(mm), L은 평면의 길이(mm), δ는 변형 길이(㎛))

(정답률: 73%)
  • 헤르츠(Hertz) 법칙에 따라 구면과 평면이 접촉할 때의 탄성변형량 $\delta$는 측정력 $P$의 $2/3$제곱과 구면지름 $D$의 $-1/3$제곱에 비례하는 관계를 가집니다.
    따라서 정답은 $\delta = 1.9 \sqrt[3]{\frac{P^{2}}{D}}$가 포함된 입니다.
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73. 최대허용오차 MPEE = (3.0 + 4L/1000)㎛인 3차원 좌표 측정기에서 250㎜를 측정 하였을 때 예상되는 오차는? (단, L의 단위는 ㎜이다.)

  1. 1.0㎛
  2. 2.0㎛
  3. 3.0㎛
  4. 4.0㎛
(정답률: 71%)
  • 주어진 최대허용오차 공식에 측정 길이 $L$을 대입하여 예상 오차를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $MPE_{E} = 3.0 + \frac{4L}{1000}$
    ② [숫자 대입] $MPE_{E} = 3.0 + \frac{4 \times 250}{1000}$
    ③ [최종 결과] $MPE_{E} = 4.0 \mu m$
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74. 지름 28.00mm의 실린더 안지름을 측정한 결과 28.02mm이었다. 이때 오차율은 얼마인가?

  1. 0.02
  2. 0.0002
  3. 0.07
  4. 0.0007
(정답률: 55%)
  • 측정값과 기준값의 차이를 기준값으로 나누어 오차율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{오차율} = \frac{\text{측정값} - \text{기준값}}{\text{기준값}}$
    ② [숫자 대입] $\text{오차율} = \frac{28.02 - 28.00}{28.00}$
    ③ [최종 결과] $\text{오차율} = 0.0007$
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75. 동심형체의 피측정물을 진원도 측정기로서 측정할 수 없는 항목은?

  1. 직각도
  2. 진직도
  3. 평행도
  4. 표면거칠기
(정답률: 86%)
  • 진원도 측정기는 원통형이나 구형 부품의 형상 오차(진원도, 진직도, 평행도, 직각도 등)를 측정하는 장비입니다. 하지만 표면거칠기는 표면의 미세한 요철을 측정하는 영역이므로 진원도 측정기로는 측정할 수 없습니다.
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76. 게이지류에 사용되는 IT 기본 공차는?

  1. IT5 ~ IT10
  2. IT10 ~ IT15
  3. IT01 ~ IT4
  4. IT11 ~ IT18
(정답률: 77%)
  • 게이지류와 같은 초정밀 가공 부품에는 가장 정밀한 공차 등급인 $IT_{01} \sim IT_{4}$가 적용됩니다.

    오답 노트
    $IT_{5} \sim IT_{10}$: 주로 끼워맞춤을 하는 절삭 가공 부품
    $IT_{11} \sim IT_{18}$: 끼워맞춤이 필요 없는 일반 부품
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77. 측장기에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 확대기구를 이용하여 작은 길이의 차이를 확대하여 측정하는 것이다.
  2. 형식은 아베의 원리에 맞는 것과 맞지 않는 것이 모두 있다.
  3. 표준자와 기타 길이의 기준을 가지고 있다.
  4. 측미 현미경으로 길이를 직접 측정할 수 있다.
(정답률: 56%)
  • 측장기는 표준자와 기준을 이용하여 길이를 측정하는 장치이며, 확대기구를 이용하여 작은 길이 차이를 확대 측정하는 것은 비교측정기나 다른 확대 측정 장치의 특징입니다.
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78. 나사 게이지에 의해서 나사를 검사할 때 정지측 게이지가 몇 회전 이내로 들어가는 것을 게이지에 의한 합격품으로 하는가?

  1. 2회전 이내
  2. 5회전 이내
  3. 7회전 이내
  4. 10회전 이내
(정답률: 80%)
  • 나사 게이지 검사 시, 정지측 게이지가 $2$회전 이내로 들어갔을 때를 합격품으로 판정하는 것이 표준 기준입니다.
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79. 측정값에 대한 통계적 의미에서의 측정값과 모평균의 차이를 의미하는 용어는?

  1. 오차
  2. 잔차
  3. 치우침
  4. 편차
(정답률: 80%)
  • 편차는 통계적으로 개별 측정값(실제치)과 모평균(평균치) 사이의 차이를 의미합니다.

    오답 노트
    오차: 추정치와 모집단 실제치 사이의 차이
    잔차: 추정치와 표본 실제치 사이의 차이
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80. 소형 부품의 길이, 각도 및 나사 등을 측정 할 수 있는 측정기로 가장 적합한 것은?

  1. 측장기
  2. 스트레인 게이지
  3. 공구 현미경
  4. 마이크로미터
(정답률: 81%)
  • 공구 현미경은 광학 배율을 이용하여 소형 부품의 길이, 각도, 나사산의 모양 및 피치 등을 정밀하게 측정하는 데 가장 적합한 측정기입니다.

    오답 노트
    스트레인 게이지: 재료의 변형률(Strain)을 측정하는 센서
    마이크로미터: 주로 외경이나 두께 등의 선형 치수를 정밀 측정하는 도구
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