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KITECH 한국생산기술연구원

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연구 안내 > 연도별 우수성과 > 2017년

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연구안내

3대 연구분야 연도별 우수성과 연구부서 소개 국가 전략 생산기술 개발 연구인력 정보 연구자료실

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대한민국의 미래 중소·중견기업! 기술의 중심 KITECH과 함께!

연도별 우수성과

연도별 우수성과
  • 01

    탄소섬유 복합소재 금형 · 성형기술 개발

    개발 내용
    • 급속 다단승온 · 유지 · 냉각이 가능한 대면적 (1.2×1.6m) · 복합형상 금형 개발
      - 7분 이내 대면적 복합재 차체부품 제작 가능
    • 대면적 · 복합형상 금형 적용 프리프레그 압축 성형(PCM, Prepreg Compression Molding) 공정기술 구축
    기대 효과
    • 성형 사이클 단축으로 복합재 부품 가격 경쟁력 향상
    • 고속 경화형 수지기술 및 금형기술 국산화로 세계
      시장 경쟁력 확보 기반 조성
    • 자동차 부품 분야 외 전자 하우징, 스포츠 용품 분야 등의 복합재 부품 생산성 증대
    • 복합재 부품 관련 산업군의 기술발전 및 사업성 확대
    • (주관기업 기준) 연간 60억 원 이상 매출 달성 예상
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  • 02

    하이브리드 3D프린팅 시스템 개발

    개발 내용
    • FDM(Fused Deposition Modelling) 방식의 특징을 응용해 대형 노즐이 구비된 사출 헤드를 제작하고
      사출 적층물을 성형하는 압출시스템 개발
    • 플라스틱 패턴을 제조하는 3차원 성형 적층물을
      적층 위치와 동일한 위치에서 가공하기 위한 동시
      가공 시스템 구축
    • 대형 목형 패턴용 플라스틱 소재들의 가공 특성을
      분석해 3D프린팅 용도의 최적 소재 개발
    • 대형 주강품의 목형을 대체해 양산 현장에서 사용할 수 있는 5축 압출/가공 하이브리드 3D 프린팅(크기 : 3×4×1.2m) 개발
    기대 효과
    • 기존 목형 제작 방식 기준 목형 납품 단가인하(기존대비 20%), 납기단축(기존대비 30%) 실현
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  • 03

    맞춤형 근골격계 생체조직 재생
    시스템 개발

    개발 내용
    • 3차원 섬유형 스캐폴드 제조기술 확립
    • 근골격계 재생 및 대체용 3D프린팅 기반 필라멘트 소재 및 의료용 구조체 제조기술 개발
    • 근골격계 재생용 세포 배양을 위한 표면처리기술 확립
    • 재조합 Collagenase(콜라겐 분해요소 중 하나) 제조공정 확립 및 Bioreactor 배양공정 개발
    기대 효과
    • 조직 재생용 섬유 구조체 양산 시스템 사업화 및
      기술이전 추진
    • 의료 3D프린팅 공정 및 맞춤형 의료기기 동시 사업화
    • 수요병원, 소재업체, 설비 및 의료기기 업체 다자간의 협업네트워크 구축 및 기술이전 추진
    • 근골격계 세포 배양을 위한 필수인자 조기 상용화
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  • 04

    패키지형 가공 시스템 개발

    개발 내용
    • 탄소섬유복합재 가공을 위한 5축 드릴링 · 워터젯
      복합가공 시스템 (테이블 크기 5×3m) 개발
    • 탄소섬유복합체 홀 검사모듈(직경 13㎜, 깊이 20㎜), 초음파 스핀들 개발 및 고속 검사 · 후가공 복합
      시스템 개발
    • 탄소섬유복합재 부품 가공 시스템용 공정제어 ·
      모니터링 기술 및 개방형제어기 개발
    • 다양한 형태의 탄소섬유복합재 부품 생산을 위한
      제거가공용 (절삭가공 및 워터젯가공) 로봇 기반
      유연가공 시스템 개발
    • 탄소섬유복합재 부품의 고품질 · 고생산 가공을 위한 제거가공 (절삭가공 및 워터젯가공) 공정기술 개발
    기대 효과
    • 조기 시장 진입과 시장 확대를 위해 각각의 요소기술을 가공 시스템 패키지 형태로 융합 · 개발
    • 소재-장비/공정-제품생산으로 연결되는 산업생태계 활성화
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  • 05

    미세먼지 및 전구물질 통합 관제
    시스템 개발

    개발 내용
    • 전구물질 정밀계측 기술 및 초미세먼지 특성 분석
      기술 개발
    • 미세입자 실시간 계측, 극미세입자 정밀계측 및 입자 이동 분석기술 개발
    • IoT 기반 오염물질 모니터링 및 통합 관제 시스템 개발
    • 미세먼지 확산 및 분포 예측 프로그램 개발
    • 측정장치 및 관제 시스템 표준화
    기대 효과
    • 미세먼지 패턴 분석을 통한 예측 시스템, 수치해석 기반의 전산해석 기법 개발
    • 배출원 및 환경 조건에 따른 오염물질의 전파과정
      예측기술 확보
    • 장비 국산화를 통해 동일 성능의 수입 장비 대비
      낮은 비용으로 미세먼지 관제 시스템 구축
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  • 06

    고성능 나노복합체 코팅막
    기술 개발

    개발 내용
    • 생기원이 보유한 필터드 아크 이온 플레이팅(Filttered Arc Ion Plating) 시스템을 적용해 초경
      공구(경도가 다이아몬드에 가까울 정도로 높은 공구) 코팅막의 기계적 특성 개선 및 성능확보 기술 개발
    • 가공공구 적용을 위해 제조 중인 코팅막의 물질에
      따라 코팅막의 구조를 설계하고, 조성별 공정을
      재확립해 고성능 나노복합체 코팅막 제조기술의
      국산화 및 실용화 추진
    기대 효과
    • 전량 수입하는 코팅 공구 · 금형 및 고기능성 ·
      고부가가치 부품의 국산화를 통해 수입의존도 절감
    • 해외 수입 첨단공구 대비 70~80% 수준의 단가 절감으로 가격 경쟁력 확보
    • 해외 선진기술에 의존하고 있는 하드코팅 시장의
      국내 원천기술 확보, 개발대상제품군 확대, 실용화 공정 적용 가능
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  • 07

    극저온용 부품 강도 · 인성
    향상기술 개발

    개발 내용
    • 냉간압연 공정을 이용한 강도 특성 50% 이상 향상 기술 개발
    • 미세크랙 가공기술을 이용한 인성 특성 50% 이상
      향상 기술 개발
    • 용접부를 포함한 금속재료 취약부위의 기계적 특성 향상 기술 개발
    기대 효과
    • 극저온 환경에서 높은 기계적 특성을 요구하는 석유 · 가스 운송 파이프, LNG, 에틸렌, LPG 등의 저장용기, 오일샌드 슬러리 파이프용 강판, LNG 컨테이너 화물창 구조 및 이와 유사한 여러 해상 운송 또는 석유
      화학 플랜트 등 다양한 분야에 적용 가능
    • 고가의 극저온 소재를 저가의 소재로 대체함으로써 경제적 효과 및 다양한 산업분야에 파급 기대
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  • 08

    메탈하이브리드 소재 및 제어기술 개발

    개발 내용
    • 고열전도도 특성의 메탈하이브리드 분말 제조 공정기술 개발
    • 균일물성 및 방향성이 제어된 이방성 메탈하이브리드 분말 벌크재 제조 공정 기술 개발
    기대 효과
    • 기존의 LED, 전력반도체 등에 적용되던 방열소재
      대비 열전도도 2~3배, 제품 수명 3배 이상 향상
    • 고집적 · 고출력 · 장수명의 LED 부품 패키지, 자동차 · 조선 · 해양 · 전력반도체 분야 등에 확대 적용 가능
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  • 09

    자가발전 작동 유연 센서 개발

    개발 내용
    • 유연재료를 기반으로 곡면 및 큰 변형부 구조체의
      변형율 맵 측정이 가능하고 외부전력 공급 없이 자가발전하는 유연 센서 개발
    기대 효과
    • 구조체 상태 진단 센서로 활용
    • 지속적인 전력 공급이 필요한 제품의 전력원으로 활용
    • 굽힘부 센싱이 필요한 제품에 적용
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  • 10

    고효율 전기자 권선기술 개발

    개발 내용
    • 슬롯 면적 대비 전기자 코일의 점유율(점적률)을 80% 수준으로 향상
    • 전기자 권선의 절연기술, 용접기술, 고정자 코어
      제작기술
    • 기존 상용 모터 대비 효율 향상 검증
    기대 효과
    • EV/HEV 구동용 모터 적용 시 동일 체적에서 토크
      (물체를 회전시키는 힘) 30% 이상 향상, 효율 향상, 사이즈 저감 효과
    • 효율 향상을 통한 EV/HEV의 1회 충전당 이동거리 증가
    • 국내 독자적 모터기술 확보
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  • 11

    콤팩트 사이즈의 막접촉기 공정
    기술 개발

    개발 내용
    • 막(Membrane, 액체 혹은 고체막) 젖음 저감 및 재생에너지 절감을 위한 최적 액상흡수제 개발
    • 막 젖음 저감을 위한 중공사막 표면처리기술 개발
    • Lab-Scale 막접촉기 장비 구축 및 운영기술 확보
    • 막접촉기의 디젤선박 배기가스 중 SO₂ 포집 가능성 확인
    기대 효과
    • 소형화 가능한 신개념 가스분리 플랫폼기술로서
      수십 년간 사용된 충진탑, 분부탑 등 대체 가능(석유화학공장 등 스크러버 한계수명 도래)
    • 온실가스인 CO₂, 미세먼지 원인물질인 SO₂ 등 가스분리는 물론 천연가스 정제, 바이오가스 업그레이딩 등 자원화 기술로 활용 가능
    • 국가 온실가스 저감목표(2030년까지 37% 저감),
      미세먼지 저감목표 (2022년까지 산업계 43%) 달성 기여 및 IMO 선박 황산화물 규제 대응 역량 마련
    • 2016년 기술이전한 ㈜이케이와 제품 개발 및 바이오가스 적용을 통해 2019년까지 신재생에너지 13.2toe 생산, 2021년까지 신규매출 36억 원, 수출 1기 전망
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  • 12

    Electrostatic spray 공정기술 개발

    개발 내용
    • 최적화된 Electrostatic Spray 이형제 도포 시스템 개발
    • 이형제와 금형 사이의 정전기력선 전산해석을 통한 도포공정 설계
    • 기존 석유계 이형제를 대체할 수 있는 친환경 수용성 이형제 개발
    • 이형제 · 금형 간의 습윤성(Wettability) 증대를 위한 금형소재 개발
    기대 효과
    • Electrostatic spray 이형제 도포 시스템 설계 및 제조기술 확보
    • 이형제 원가 저감효과 12백만 원/월 및 시트 패드
      매출 90백만 원 달성 예상
    • 신규 고용 2명 창출
    • 고품위 자동차 시트 패드 발포성형 제조산업 경쟁력 확보
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  • 13

    금속 3D프린팅용 타이타늄 소재 및 응용기술 개발

    개발 내용
    • 전자빔을 활용한 Ti-6Al-4V 합금 적층성형 공정에서 포화증기압 차이에 의한 Al의 기화 및 기공형성을
      방지하기 위한 적층성형기술 개발
    • 적층성형 Ti 합금 대퇴골부품 고강도 · 고내구성 성능 구현을 위한 내부 기공제어 HIP(Hot Isostatic Press) 공정 및 Shot Peening 공정기술 개발
    기대 효과
    • 체형 및 체중 등 환자의 해부학적 차이를 반영한
      최적조건의 고강도 · 고내구성 Ti 합금 인공고관절용 대퇴골부품 제조기술 내재화 (식약처 인허가용 성능평가 완료)
    • 2018년 인공고관절 시장규모 세계 83억 달러, 국내 881억 원 추정 (Ref. : 의료기기 주요품목 시장분석, 한국보건산업진흥원, 2014)
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  • 14

    표면강화기술 적용 고성능 사출
    금형 개발

    개발 내용
    • 사출금형 설계인자 도출 및 최적 설계
    • 분말 강화제 충진 패턴 도출
    • 마찰교반공정(FSP) 주요인자 도출
    • 분말 강화제 및 제조공정 확보
    • 마찰교반공정 전용 Tool 설계 및 제작
    • 마찰교반 표면강화 미세조직 제어기술 개발
    • 마찰교반 표면강화 기계적 특성 평가
    기대 효과
    • 합금소재의 성능 향상기술로 인한 산업 전반에 걸친 파급 효과
    • 미세화, 정밀화 및 생산성과 신뢰성 향상을 통한
      금형산업의 경쟁력 강화
    • 금형산업 분야의 고부가가치화 실현을 통한 신시장 개척으로 승용 범퍼 시장 진출 및 수요기업의 성장과 도약
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  • 15

    트랙터용 작업 제어 플랫폼 개발

    개발 내용
    • 고효율 무단변속 동력전달 시스템 개발
      - 변속충격 0.4g 이하, 변속시간 0.5초 이내, 변속기 동력전달효율 80% 이상의 동력전달장치 개발
    • 밭 환경 인식을 통한 경사기 적응 및 작업기 자세
      제어 시스템 개발
    • 무단변속기 및 자세 제어 시스템 개발
    • 트랙터 적용 및 신뢰성 평가기술 개발
    기대 효과
    • 다양한 작물의 특성에 맞춘 각각의 트랙터를 구비
      하기 어려운 국내 농가에 하나의 트랙터만으로 가지각색의 밭작물 환경에 적용할 수 있는 기능을 제공해농가 소득 증대 및 농촌경제 활성화에 기여
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  • 16

    IoT 기반의 식품 유해물질 검출
    센서 개발

    개발 내용
    • 유해균(식품 대장균 1종) 측정을 위한 센서 시작품 개발
    • 유해균 측정 및 진단 원천기술 개발
    기대 효과
    • 안전한 식품과 생활에 대한 요구가 전 세계적으로
      급격히 증가함에 따라 유해물질 측정을 위한 저가형 센서 제품의 사업화 확대
    • 저가의 센서 생산기술과 사용자 인터페이스 기술
      개발을 통해 식품포장지, 전염병, 바이러스 진단 등 다양한 분야 적용
    • 다양한 유해균(부패균, 박테리아 등) 측정기술 확보를 통한 식품신선도 측정 등 제품화 가능
    • 비접촉 미세패터닝 기술을 통한 전기신호 저장
      메커니즘 및 센서 제작기술 확보
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