나사를 시계 방향으로 조이는 이유: 미스터리 풀기
나사는 왜 시계 방향으로 조이는지 궁금한 적이 있나요? 이 기사에서는 초기의 오른손잡이 공구 사용과 그 진화를 추적하면서 이 관습의 역사적, 실용적 이유를 살펴봅니다...
왜 어떤 나사는 영원히 지속되는 것처럼 보이는 반면 어떤 나사는 쉽게 풀리고 고장나는지 궁금한 적이 있나요? 이 글에서는 가제트의 작은 패스너부터 건축용 견고한 볼트에 이르기까지 나사의 매혹적인 세계를 살펴봅니다. 나사의 다양한 종류와 효과적인 조임 방법의 비밀에 대해 알아보세요. 올바른 나사와 조임 기술을 선택하면 프로젝트의 내구성과 신뢰성을 어떻게 보장할 수 있는지 알아보세요. DIY 애호가든 전문가든 이 가이드는 나사 고장을 방지하고 매번 완벽하게 조일 수 있는 필수적인 통찰력을 제공합니다.
크고 작은 나사
나사는 나사, 볼트, 리벳, 나사 막대, 나사, 작은 나사, 작은 못이 달린 나사 등 다양한 이름으로 알려져 있습니다. 나사는 다양한 크기로 제공되며, 현대 기술을 통해 나사는 1mm 이하의 크기로도 만들 수 있습니다.
0.5mm 이하의 작은 나사는 손목시계, 컴퓨터, 휴대폰 등에 일반적으로 사용됩니다. 반면에 대형 나사는 일반적으로 건설이나 교량 건설에 사용되며 두께가 50밀리미터, 또는 요구 사항에 따라 100밀리미터 또는 200밀리미터까지 넓을 수 있습니다.
나사 종류
나사는 다양한 산업 분야에서 필수적인 체결 부품으로, 전 세계 제조업체에서 특정 응용 분야의 요구 사항을 충족하기 위해 지속적으로 다양한 디자인을 개발하고 있습니다.
나사는 일반적으로 암나사(너트 포함)와 수나사(나사, 기계 나사, 고정 나사, 리드 나사, 나무 나사 등 포함)의 두 가지 주요 카테고리로 분류됩니다. 이 분류는 체결 방식과 하중을 견디는 특성을 기준으로 합니다.
머신 나사는 팬 헤드, 원형 헤드, 타원형 헤드, 플랫 헤드, 필리스터 헤드, 소켓 헤드 등 헤드 구성에 따라 더 세분화할 수 있습니다. 이러한 변형은 기능적, 미적 목적이 다릅니다. 또한 슬롯형, 십자형, 포지드라이브, 육각, 육각 소켓과 같은 드라이브 유형은 특정 툴링 및 토크 요구 사항을 수용하도록 설계되었습니다.
볼트는 나사와 비슷하지만 일반적으로 더 높은 하중을 견디는 용도로 설계됩니다. 일반적으로 토크 적용을 높이기 위해 육각형 헤드가 특징이지만, 특정 시나리오에서는 사각형 헤드, 캐리지 헤드(사각형 목이 있는 원형), T-헤드 볼트가 사용되기도 합니다. 볼트 헤드의 선택은 설치 방법, 하중 분포, 접근성 등의 요인에 따라 달라집니다.
이에 따라 너트 디자인도 다양한 나사 및 볼트 유형을 보완하기 위해 다양합니다. 일반적인 구성에는 육각, 사각, 윙, 캡 및 플랜지 너트가 포함됩니다. 너트 유형 선택은 하중 분산, 진동 저항, 설치 또는 제거 용이성 등의 요인에 영향을 받습니다.
나사는 다양한 산업 분야에서 사용 용도에 따라 더욱 세분화됩니다. 예를 들어
이러한 나사의 재질, 코팅 및 특정 설계 기능은 해당 산업의 성능 요구 사항, 규제 표준 및 환경 조건을 충족하도록 맞춤화되었습니다.
나사 사양
일본에서는 나사 크기가 ISO(국제 표준화 기구) 규정을 엄격하게 준수하여 전국적으로 균일한 치수를 보장합니다. 이 표준화는 처음에 패스너 사양의 글로벌 일관성을 도모하기 위해 시행되었습니다.
그러나 이러한 ISO 사양은 유럽과 미국 등 다른 지역에서는 보편적으로 채택되지 않습니다. 따라서 수입 제품을 수리할 때 기술자는 종종 해외의 다양한 나사 사양으로 작업해야 합니다. 흔히 접하는 나사 규격으로는 통합 나사 규격(UTS), SAE(미국 자동차공학회) 규격, 인치 기반 시스템 및 다양한 볼트 규격이 있습니다.
역사적으로 일본은 영국산 나사를 주로 사용했습니다. 그러나 현재 일본은 ISO 표준으로 전환하는 중입니다. 영국산 나사는 여전히 토목 및 건설 프로젝트에서 주로 사용되고 있습니다. 회전당 나사 관통 깊이는 인접한 나사산 사이의 축 방향 거리인 나사산 피치에 의해 결정됩니다.
표준 피치는 1.0mm인 경우가 많지만, 자동차 부품 및 기타 고응력 응용 분야에는 0.8mm와 같은 더 작은 피치가 일반적으로 사용됩니다. 나사산 각도가 더 얕은 것이 특징인 이러한 미세 피치 나사는 나사산 손상이나 교차 나사산을 방지하기 위해 설치 시 세심한 취급이 필요합니다.
카메라나 모바일 장치와 같은 정밀 전자 제품에는 매우 미세한 피치의 나사가 널리 사용됩니다. 이러한 초소형 패스너는 전체 길이가 짧더라도 정확한 나사산 피치를 유지하는 것이 매우 중요합니다. 작은 피치 나사를 사용하면 나사산 높이와 피치가 작아져 유지 강도의 저하 없이 전체 패스너 치수를 줄일 수 있으므로 제품 소형화에 크게 기여할 수 있습니다.
미세 피치 나사는 특수한 응용 분야에서 몇 가지 이점을 제공합니다:
글로벌 제조가 계속 발전함에 따라 국제 공급망과 수리 서비스 전반에서 일하는 엔지니어와 기술자에게 다양한 나사 표준을 이해하고 적응하는 것은 여전히 필수적입니다.
(1) 작은 나사
작은 나사는 직경이 작고 머리가 있는 나사입니다. ISO 표준에 따르면 작은 나사 머리에는 납작, 팬 모양, 접시 모양 또는 접착식 머리 모양이 있으며, JIS 표준에는 납작 원형, 나사산 모양, 원형, 납작 평면 및 둥근 납작 머리 모양도 포함됩니다. 작은 나사는 조이는 역할을 하며, 일반적으로 나선형 슬롯이나 십자형 구멍이 있어 돌리는 데 도움이 됩니다.
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| 슬롯형 원형 헤드 소형 나사 | 교차 오목한 납작 머리 작은 나사 |
(2) 위치 조정 나사
나사 끝을 통해 움직이는 기계 부품을 함께 고정하는 데 사용됩니다. 나사 끝은 평평하거나 뾰족하거나 원통형, 오목하거나 둥글 수 있습니다. 일반적으로 슬롯, 육각 소켓, 사각 헤드 등을 사용하여 조이는 수단으로 사용됩니다.
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| 슬롯형 포지셔닝 나사 | 육각 소켓 포지셔닝 나사 |
(3) 머신 스크류
자체 나사산을 두드릴 수 있는 나사를 말합니다. 머리 모양은 원형, 납작, 접시머리, 육각 등이 있습니다. 일반적으로 슬롯, 십자 홈, 육각 소켓 등이 있는 조임 장치로 사용됩니다.
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| 구멍이 있는 교차 오목 머신 스크류 | 3개의 슬롯과 구멍이 있는 교차 오목 머신 스크류 |
(4) 나무 나사
끝이 뾰족하고 나무에 나사로 고정하는 데 사용되는 나사못입니다. 머리 모양은 원형, 납작 또는 타원형일 수 있습니다. 일반적으로 조이는 수단으로 사용되며 조이는 방법으로는 슬롯, 십자 홈 등이 있습니다.
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| 크로스 오목한 나무 나사 | 나사산 나무 나사 |
(5) 볼트
너트와 결합된 볼트를 통칭하는 용어입니다. 모양, 성능, 용도에 따라 다양한 종류가 있습니다.
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| 공칭 육각 볼트(부품 등급 A) | 유효 직경 육각 볼트(부품 등급 B) |
(6) 너트
암나사 부품을 통칭하는 용어입니다.
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| 육각 너트 유형 1(부품 등급 A) | 슬롯이 있는 육각 너트 |
(7) 와셔
작은 나사, 볼트, 너트 등의 시트 표면과 조임 부품 사이에 사용되는 부품입니다. 모양, 성능, 용도에 따라 다양한 종류가 있습니다.
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| 가장자리가 연마된 플랫 와셔 | 스프링 와셔 |
(8) 핀
조인트, 위치, 나사 회전 고정 등을 구멍에 고정하는 데 사용되는 막대 또는 원통 모양의 부품입니다. 핀에는 머리가 있을 수도 있습니다.
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| 테이퍼 핀 | 슬롯이 있는 스프링 핀 |
다음 도구를 사용하여 약 M2~M12를 가공할 수 있습니다.
1. 1.
다음 용도로 사용됩니다. 드릴링 구멍을 뚫고 구멍 안쪽의 내부 나사산을 가공합니다. 이 과정을 "태핑"이라고 합니다.
2. 죽다
원통형 물체의 주변부에 있는 외부 나사산을 가공하는 데 사용됩니다.
나사의 제조 공정은 대략 위의 절차에 따라 진행됩니다. 이 외에도 산세와 같은 공정이 있습니다, 어닐링피어싱 등도 필요합니다.
실을 형성하는 방법에는 절단과 압연이 있습니다. 절단은 실을 하나씩 형성하기 때문에 대량 생산에는 적합하지 않습니다.
반면, 압연은 가이드에 배열된 강철 다이를 사용하여 압력을 가하고 실을 필요한 모양으로 굴립니다.
나사에는 크기, 머리 모양, 나사산, 재질, 길이, 제거 용이성 등 다양한 종류가 있으며 각각 고유한 목적을 가지고 있습니다. 우리는 일상적인 작업에서 주로 고정용으로 많은 나사를 사용합니다. 여기에서는 나사를 조이는 일반적인 방법을 설명합니다.
기계를 조립할 때는 두 가지 유형의 작업이 있습니다: "고정"과 "이동"입니다. 따라서 장비의 구성과 고정 및 이동 방법을 이해하는 것이 중요합니다.
함께 생각해 봅시다.
일반적으로 사람들은 나사를 최대한 조여야 한다고 생각하지만 나사 목과 고정되는 재료 사이의 연결 상태를 모를 수 있습니다.
파란색과 빨간색 부분은 나사의 회전에 의해 어망처럼 늘어나므로 조이면 서로 단단히 고정됩니다.
모바일 디바이스의 나사는 살아 있으며 시간이 지나면서 자연스럽게 느슨해질 수 있습니다. 나사를 조이는 과정에서 나사가 앞으로 뻗어나가는데, 이는 눈에 보이지는 않지만 분명히 일어나고 있는 현상입니다. 이때가 나사가 가장 열심히 작동하여 필요한 고정력을 제공하는 시기입니다.
과도하게 조이면 이완되어 고정력이 급격히 감소합니다. 이 지점 이상으로 나사를 너무 많이 조이면 나사가 부러지고 거의 완료된 작업이 실패합니다.
"적절한 조임 거리는 얼마인가"라는 질문에 대해서는 나사 크기, 재질, 용도 등에 따라 달라지기 때문에 적절한 수치에 대한 결론을 내리기 어렵습니다. 일반적인 조임 거리에 대해서는 나중에 설명하겠습니다.
먼저 나사와 나사가 고정될 재료가 모두 깨끗해야 합니다. 이물질이 있으면 나사가 부드럽게 돌아가지 않고 단단히 고정되지 않을 수 있습니다.
나사에 긁힘, 거친 부분, 먼지가 있는지 검사하고 조임 도구가 올바르게 사용되고 있는지 확인합니다. 마찬가지로 너트를 사용하는 경우 너트에 긁힘, 거친 부분, 먼지가 있는지 확인하고 발견되면 제거합니다.
조일 때는 작은 손잡이를 사용하더라도 힘을 쉽게 가할 수 있는 몸 자세를 취하세요. 잘못된 자세로 작업하면 나사가 쉽게 비틀어지고 이후 조일 때마다 수명이 단축될 수 있습니다. 또한 일반적으로 "누름: 조임 = 7:3"이 되어야 하는 압력에 주의하세요.
조일 때는 손으로 직접 돌려서 나사가 부드럽게 돌아가는지 확인하세요. 문제가 있더라도 공구를 사용할 때보다 이 단계에서 확인하기가 더 쉽습니다. 나사가 유효 길이보다 길면 나사가 움직이지 않으므로 너트 쪽의 유효 조임 크기도 주의하세요.
반도체 장비에 사용되는 특수 나사.
진공 나사를 사용하여 진공 챔버의 구성품을 고정합니다. 개구부의 목적은 챔버를 진공 청소하는 시간을 단축하고 외부 공기의 영향을 줄이기 위한 것입니다. 개구부가 있는 모델은 없는 모델보다 약하므로 조임 토크에 주의하세요!
여러 개의 나사를 사용하여 구성 요소를 고정할 때는 조이는 순서에 주의하는 것도 중요합니다. 기본 순서는 다음과 같은 모양에서 시작하여 가장 멀리 있는 것을 먼저 조인 다음 다음 순서로 진행해야 합니다.
임시 고정의 기본 순서는 상단과 하단에 모두 조임 나사가 있는 경우 먼저 상단, 하단, 나머지 순서로 조이는 것입니다. 나사를 보강하고 조이려면 위에서 설명한 방법을 따르세요. 모든 나사가 임시로 고정되면 순서대로 보강하고 완전히 조여야 합니다.
또한 나사를 보강하고 조일 때는 필요한 토크에 도달할 때까지 서서히 반복해서 조여야 합니다. 임시 조이기 전에 모든 나사를 조이는 것이 중요하며, 안전을 위해 위에서부터 나사를 조이는 것이 좋습니다.
모든 나사를 조이기 전에 삽입된 암나사와 수나사의 조합을 확인해야 합니다. 이 시점에서 고정 장치의 위치를 확인해야 합니다. 이것은 업계에서 전문적인 관행입니다.
십자 모양 탭 선택 및 사용
나사의 "+" 슬롯과 일치하지 않는 탭을 사용할 수 있나요?
탭을 나사의 "+" 슬롯에 삽입하고 수평으로 관찰하세요. 예를 들어 길이가 1cm 이하이고 직경이 φ4mm 미만인 나사의 경우 탭의 끝이 부드럽게 맞아야 합니다. 탭이 빠지거나 흔들리면 탭 끝이 마모되어 탭의 크기와 일치하지 않게 됩니다. 물론 나사 슬롯의 손상도 조임 토크에 영향을 미칩니다.
나사를 돌릴 때 탭을 기울여야 하나요?
손목에서 탭, 나사까지 일관성을 유지하는 것이 중요합니다. 탭을 나사 슬롯에 너무 세게 비틀면 나사 슬롯과 탭이 모두 마모될 수 있습니다.
전문가 접근 방식
나사에 맞는 드라이버를 선택합니다. 드라이버 헤드를 나사 위에 놓고 수평으로 슬롯에 꼭 맞는지 확인하거나 아래쪽으로 놓아야 하는 경우에도 나사 구멍에 삽입할 수 있는지 확인합니다.
그런 다음 드라이버를 나사에서 손목까지 일직선으로 유지하면서 나사를 쉽게 조입니다. 자석이나 접착제를 사용하지 않고 드라이버를 사용하여 나사의 수평을 유지하세요.
아마추어 접근 방식
고품질 드라이버를 사용하지만 크기가 잘못된 경우. 드라이버의 끝이 나사에 맞지 않고 수평을 유지할 수 없어 드라이버 끝에 접착제를 바르고 싶은 유혹이 생깁니다.
그 결과 나사가 똑바로 유지되지 않고 기울어집니다. 드라이버 슬롯과 나사가 불안정하여 나사 슬롯이 손상됩니다. 돌릴 때 손목이 움직이면 슬롯에 마찰이 발생하여 나사 구멍이 손상됩니다.
육각 렌치(알렌 렌치)의 토크
| Dia. | N-m(kgf-cm) |
| 0.7 | 0.08（0.82） |
| 0.9 | 0.18（1.84） |
| 1.3 | 0.53（5.4） |
| 1.5 | 0.82（8.36） |
| 2 | 1.9（19.4） |
| 2.5 | 3.8（38.7） |
| 3 | 6.6（67.3） |
| 4 | 16（163） |
| 5 | 30（306） |
| 6 | 52（530） |
| 8 | 120（1,224） |
| 10 | 220（2,244） |
| 12 | 370（3,775） |
육각 렌치의 토크는 렌치 크기의 약 1/2 정도입니다.
육각 키에는 두 가지 유형이 있습니다. 모델에 관계없이 짧은 쪽을 "A"면, 긴 쪽을 "B"면이라고 합니다. "B"쪽은 임시 고정용이고 "A"쪽은 보강 및 조임용입니다. 물론 "A" 쪽만 사용하여 조이는 것도 허용됩니다.
특히 볼 끝이 있는 모델의 경우 볼 부분이 약하고 쉽게 부러질 수 있으므로 "B" 쪽을 보강 및 조임 용도로 사용하지 마세요. 주의하세요.
그렇다면 왜 볼 엔드가 있을까요? 작업 효율성을 고려하여 볼 엔드를 사용하면 쉽게 회전할 수 있습니다.
볼 엔드가 없는 모델에 비해 사용법을 쉽게 이해할 수 있습니다. 볼 엔드가 없는 모델은 한 손으로 조이는 것이 쉽지 않습니다.
일반적으로 나사를 조일 때 회전 방향은 시계 방향입니다. (CW). 물론 특정 용도로 사용되는 나사를 풀기 위해 시계 반대 방향(CCW)으로 회전하는 방법도 있습니다. 따라서 모든 나사를 조이는 방향이 시계 방향인 것은 아닙니다.
시계 반대 방향(CCW) 회전은 주로 풀림을 방지하고 길이를 조정하는 데 사용됩니다. 시계 반대 방향으로 돌려야 하는 나사를 사용해 본 적이 있나요? 자전거처럼요?
왼쪽 또는 오른쪽용으로 설치하는 나사는 동일하지 않습니다. 오른쪽 페달은 왼쪽에 설치할 수 없으며, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
"나사"는 우리 주변에서 흔히 사용하는 금속 부품입니다. 잘못 사용하면 나사가 느슨해지거나 떨어질 수 있습니다. 나사를 조일 때도 일정 수준의 기술과 관련 지식이 필요합니다.
다음은 나사 조임에 대한 몇 가지 팁입니다:
1. 나사를 충분히 조이지 않으면 느슨해져 풀릴 수 있습니다.
나사가 회전하면(조임 토크라고 함) 조이는 부품에 조이는 힘이 발생합니다. 적절하게 조이면 최상의 조임력이 생성됩니다. 나사가 느슨해지면 조임이 불충분하기 때문일 수 있습니다.
2. 나사를 과도하게 조이면 풀릴 수도 있습니다.
과도하게 조이면 나사가 느슨해질 뿐만 아니라 부드러운 소재를 조일 때 나사가 느슨해질 수 있습니다. 이 경우 다시 조여주세요.
3. 나사를 과도하게 조이면 때때로 손상이 발생할 수 있습니다.
일반적으로 볼트를 너무 세게 조이면 볼트 자체가 손상되고 볼트의 십자 구멍 나사 끝도 손상됩니다.
일반 너트(연강 및 황동 등)를 고강도 볼트(육각 소켓 볼트 등)가 있는 물체의 너트 부품으로 사용하는 경우, 볼트를 너무 세게 조이면 너트가 손상될 수 있습니다.
이때 작업자는 너트가 손상된 것을 알아차리지 못할 수 있습니다. 나사를 과도하게 조여 손상되지 않도록 주의하세요. 조인 후 다른 하중이 가해지면 나사와 주변 부품이 변형되어 나사가 느슨해질 수 있습니다.
4. 4. 제대로 조여주세요.
앞서 언급했듯이 나사를 조이지 않으면 나사가 느슨해질 수 있습니다. 또한 과도하게 조여진 나사도 느슨해질 수 있습니다. 적절한 조임이 필요하며 적절한 조임 지침을 따르는 것이 가장 중요합니다.
목표 체결력은 나사의 종류, 나사의 강도, 나사와 바닥면 사이의 마찰, 체결 방식에 따라 결정됩니다. 조이는 방법은 JIS 표준에 명시되어 있습니다.
조임 작업의 목표 조임력에 대한 공식도 JIS 표준에 명시되어 있습니다.
5. 권장 조임 토크는 절대적인 것이 아닙니다.
조임 관리에는 토크 방식, 회전 각도 방식, 볼트 경사 방식 등 다양한 방법이 있습니다.
이 중 토크 방식이 가장 널리 사용됩니다. 따라서 다양한 데이터 및 샘플 북에 나와 있는 권장 조임 토크는 특정 제한된 조건에서만 사용하기에 적합하며 절대적인 것이 아닙니다.
대략적으로 문제없이 사용할 수 있지만 지나치게 의존해서는 안 됩니다.
6. 목표 조임 토크의 계산 방법:
Tfa = 0.001kdFf / (1 + 0.01m)
예를 들어, 다음과 같은 경우 볼트 강도 등급이 8.8이고 볼트 크기가 M10이며 k = 0.195, m = ±5%라고 가정하면 다음 공식을 사용하여 목표 체결 토크(Tfa)를 계산할 수 있습니다: Tfa = 0.001 × 0.195 × 10 × 0.9 × 640 × 58 / (1 + 0.05) = 63(N・m)
7. 다양한 요인으로 인해 나사가 느슨해질 수 있습니다:
a. 급격한 온도 변화. 열팽창 계수가 다른 재료로 만들어진 부품과 나사를 결합하여 온도가 급격하게 변하면 나사가 느슨해질 수 있습니다. 연결 시 리벳을 사용하거나 부품과 동일한 재질로 나사를 교체해야 합니다.
b. 심한 진동. 고정된 나사 위치의 진동으로 인해 나사가 느슨해질 수 있습니다.
c. 축을 중심으로 축에 수직으로 가해지는 힘. 회전하는 나사의 힘과 나사에 수직으로 가해지는 힘으로 인해 나사가 쉽게 느슨해져 손상될 수 있습니다. 이 경우 나사를 설치하는 방향과 가해지는 힘을 신중하게 고려하는 것이 중요합니다.
d. 조이는 조인트 표면에 페인트가 묻어 있는 경우. 조이는 부품의 표면에 페인트가 있으면 나사가 매우 빨리 느슨해질 수 있습니다.
e. 조여지는 부품의 강성이 낮은 경우. 체결 나사를 사용하여 조여지는 부분을 조여지는 부분이라고 합니다. 이 부분이 변형되면 소성 변형뿐만 아니라 탄성 변형으로 인해 나사가 느슨해질 수 있습니다.
f. 가벼운 합금 및 플라스틱을 조이는 경우. 조이는 부품이 알루미늄 합금 및 플라스틱으로 만들어진 경우 온도가 약간만 변하더라도 나사가 느슨해질 수 있습니다.
g. 기타 요인:
나사가 느슨해지는 것을 방지하는 방법에는 여러 가지가 있지만, '보강 조임'이 가장 효과적인 풀림 방지 방법입니다. 나사의 종류에 관계없이 나사는 초기에는 느슨해집니다. 일정 시간이 지나면 느슨해지는 정도와 조이는 힘이 감소할 수 있습니다. 조인 후 일정 시간이 지난 후 나사를 다시 조이면 나사가 느슨해지는 것을 크게 방지할 수 있습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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