<첨부>

제조현장녹색화 기술개발사업 과제제안서(예시)

제안기술명

비등방성 제품의 냉간단조 제조기술개발

과제번호

접수시스템에서 발급받은 번호

기술분류

구분

산업기술
표준분류

과학기술
표준분류

6T

NTRM

기타

대분류

<붙임1>의 해당분야를 기재

중분류

소분류

기술개발

목표

○ 목표 : 냉간포머(Cold former) 밀폐단조형 정밀 단조기술 개밫

○ 성능지표

성능지표	단위	세계최고수준 (기관명/국가)	연구개발전 국내수준	개발목표치
소재중량정밀도	%	95	90	95
다이위치정밀도	mm	0.5	1	0.5
금형 수명	타수	25,000	9,000	25,000
금형 셋팅 속도	%	20	0	20

○ 핵심 개발기술

- 고정밀 밀폐단조를 위한 냉간포머 핵심 공정장비 개발

․ 절단공정 개선 및 장치 개발을 통한 소재 중량 정밀도 향상 기술 개발

- 고품질 단조품을 위한 Real time 장비제어 자동화 시스템 개발

․ 단조금형 수명 향상을 위한 Real time 장비 제어 기술

- 원가절감을 위한 혁신 공정 요소기술 개발

․ 금형수명 향상을 위한 특수 성형장치 기술

○ 키워드(한글/영문)

- 냉간단조/비등방성/금형

- Cold former/Anisotropy/Die

기술이전

목표

○ 이전기술 내용(현장적용)

- 무절삭 정밀 단조 기술

- 다단 포머 단조 기술을 이용한 볼스터드 개발

○ 수요산업 및 대상기업군

- 산업 : 자동차 산업 - 콤프레샤 부품 - 플러그피니온, 피니온플렁크 등

기업 : oooo기업 등 2,500여 기업

목         차

제 1 장 기술의 개요

1. 기술의 정의	1

2. 기술개발 필요성	2

제 2 장 기술개발 동향	3

1. 기술의 수요 현황	4

1.1 기술수요	5

1.2 시장규모	6

2. 기술의 개발 동향	7

2.1 해외 기술개발 동향	8

2.2 국내 기술개발 동향	9

2.3 선행기술․특허 현황	10

제 3 장 기술개발 내용	11

1. 기술개발 목표	12

2. 세부 기술개발 방안	13

2.1 세부 개발내용	14

2.2 개발 방안	15

제 4 장 기술의 이전계획	16

1. 기술이전 목표 및 내용	17

2. 세부 적용계획	18

3. 기대 효과	19

제 1 장  기술의 개요

1. 기술의 정의

￭ 해당 기술 및 세부 요소기술을 정의하고 기술범위를 작성할 것

□ 『냉간단조기술』은 주조, 기계가공 등의 타 제조방법에 비해 강도, 내피로성, 내마모성 등의 기계적 성질이 우수한 제품을 양산할 수 있는 생산기반기술임. 특히, 자동차 산업에서 고정밀 냉간단조품의 적용은 완성차의 품질을 높이는 데 결정적인 역할을 하고 있음.

□ 대상기술 : 냉간포머(Cold Former) 단조

○ 냉간단조는 설비에 따라 『포머 단조』와 『프레스 단조』공정으로 분류할 수 있음.

- 포머 단조 : 다단 포머 단조기는 주로 나사, 볼트 등 소품종 다량 생산에 주력하여 고속성과 높은 자동화 기술의 확보가 가능하나 소재를 전단절단하고 다단에 걸친 성형과정으로 인해 낮은 정밀도가 문제가 됨.

- 프레스 단조 :정밀 절단법을 통해 소재를 절단하며 단조시 stroke의 정밀한 제어로 고정밀도 정형 단조품의 제조가 가능하나 생산속도의 증가가 요구됨.

○ 포머형 비등방성 제품의 밀폐단조를 위해서는 아래의 4가지 기술이 우선적으로 개발되어야 함.

- 소재 중량 정밀도 향상기술

- 다이 위치 제어 기술

- Real time 장비제어가 가능한 자동화 시스템

- 부품제조 공정혁신 및 요소기술 개발

2. 기술개발 필요성

￭ 개발기술의 선도기술로서의 파급성 등의 분석을 통해 해당 기술의 필요성을 서술할 것

□ 대상 산업군(냉간단조)에 대한 지원 필요성

○ 전후방 연관 효과가 큰 국가 기간 산업

- 자동차, 항공기, 기계, 전자, 정보 통신 등 대기업 중심의 수요산업과 기초 소재 산업 사이에 있어서 긴밀히 연결된 산업으로 전후방 연관효과가 큰 국가기간산업임

○ 기술확보가 어려운 경험 의존형 기술

- 작업자의 노하우에 따라 제품의 품질에 지대한 영향을 미치며, 기술의 전수 및 전파가 잘 이루어지지 않고 있는 경험 의존형 기술임.

□ 대상기술의 개발 필요성

○ 고객이 요구하는 단조부품의 경우 재질별, 정밀도별, 형상별로  매우 다양하고 까다로워 장비를 범용화 하기가 어려운 특성을  가지고 있음.

- 따라서, 다단 포머의 범용성을 살리고 제품의 특성에 따라 압조 전후의 미세한 변위를 검출하여 시스템화하는 실시간 자동감시 시스템의 설치가 요구됨

○ 냉간포머(Cold former) 밀폐단조형 정밀 단조기술은 기존 냉간 단조산업에서 추구하던 『고정밀도』와 『생산성 향상』의 두 가지 상반된 목표를 동시에 달성할 수 있는 기술임

제 2 장  기술개발 동향

1. 기술의 수요 현황

1. 1. 기술수요

￭ 기술이 필요한 산업군을 정의하고 구체적인 기술수요를 제시할 것

□ 대상제품 - 비 등방성 제품(Plug Pinion, Pinion Blank 등)

○ 피니온블랭크 등 2종은 자동차용 콤프레샤의 핵심부품으로 냉간 단조로 가공하여 모듈부품으로 조립하여 전량수출하고 있으며, 수량은 1,000,000EA/년(2종) 이상 소요됨.

<Plug Pinion>	<Pinion Blank>

1. 2. 시장규모

￭ 기술이 필요한 산업군의 시장규모를 기술하고 근거자료를 구체적으로 제시할 것

(단위 : 억원)

구 분	현재의 시장규모 (2009년)	예상 시장규모 (2010년)
세계시장규모	9,000	14,000
한국시장규모	180	215
※ **공조 등 주요기업의 전망치

2. 기술의 개발 동향

2. 1. 해외 기술개발 동향

￭ 유럽, 미주, 일본 등 해외 주요국의 기술에 대한 기술개발 동향을 구체적으로 프로젝트, R&D 동향, 활용 사례를 통해 제시할 것

□ 해외 관련기술 현황

○ 선진 외국업체들은 원가절감을 위해 고정밀 프레스형 단조에서 포머형 단조로의 전환이 이루어지고 있음.

○ 일본, 독일 등 선진 외국업체들은 금형수준 현대비 10배 향상, 소재 총소비량 15%감소, 종업원 1인당 생산성 50%개선, 단조설비 가동률 90% 달성을 목표로 하여 지속적인 연구개발과 IT접목을 통한 제조시스템의 고도화를 달성하고자 노력중임.

<해외 단조산업의 기술 개발의 목표>

금형	적어도 현재의 10배의 금형 수명 향상 제품당 금형비를 최소 50% 삭감 수주로부터 24시간 이내의 금형 제작
에너지	용적당 단조 총 에너지를 75% 절감 재료의 유효 이용율 증대(소재의 소비량을 최소 15% 절감) 스크랩을 90% 절감
생산성	1인당 생산성을 50% 향상 제품 1개당 제품 코스트를 60% 삭감 단조 설비 가동률을 90% 이상으로 함
품질	유저로부터의 리젝트율을 25ppm 이하 관리 ±8σ 공정 관리를 달성 단조품의 사용 중의 파괴 제거
환경	유해한 연소 생성물을 최소화 단조 플랜트에서의 유해 물질의 완전 제거

* 출처) 미국 단조공업조합(2008)

2. 2. 국내 기술개발 동향

￭ 국내 연구기관 및 기업의 해당 기술에 대한 개발 동향을 구체적으로 프로젝트, R&D 동향, 활용 사례를 통해 제시할 것

□ 국내 관련기술 현황

○ 기존의 포머형 단조기술은 비교적 성형난이도가 낮은 부품의 대량생산에만 활용함에 따라 전 생산라인에서의 정밀도 저하원인 분석을 통한 대책이 마련되지 않고 있음.

○ 포머 단조기술 및 프레스 단조기술이 가지는 각각의 이점을 활용한 제품의 생산은 원활하게 이루어지고 있으나, 포머 단조의 “생산성” 과 프레스 단조의 “정밀도”를 결합한 제품을 생산하기 위한 생산 설비 및 공정 기술에 대한 개발은 이루어 지지 않고 있음.

2. 3. 선행기술․특허현황

￭ 선행조사가 된 경우에 한하여, 목표기술의 중요 논문 및 특허를 파악하여 연구개발방향을 요약, 전망하고 선행기술을 회피할 수 있는 방안을 제시할 것. 단, 관련 특허내용이 없거나 수요조사기관의 선행조사가 부족한 경우 생략 가능

￭ 선행조사자료는 확인가능한 자료(예. 논문 첫페이지)를 스캔하여 온라인접수시스템에 첨부하시기 바랍니다.

< 관련논문 >

①  “Al-Si-Mg합금의 인장특성에 미치는 결함의 영향”[대한금속재료학회, 84, 2005, OOOO연구원, OOO 박사] : “내용 요약”

< 관련특허 >

① “후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법”[2007. 출원번호: OOOOO, OOOO 연구원, OOO박사] : “내용 요약‘

< 선행기술․특허 회피 방안 및 특허출원계획 >

① 회피방안 기술

② 특허출원계획

제 3 장  기술개발 내용

1. 기술개발 목표

□ 개발기술의 개요(what)

￭연구개발 최종목표는 성과 중심적으로 매우 구체적이고 정량적으로 기술함.

○ 금형위치 정밀도 oo 수준의 냉간포머(Cold Former) 밀폐단조형 정밀 단조기술개발

□ 기술개발 목표(성능지표)

￭ 기술의 개발목표 등에 대해 정량적으로 측정가능한 지표 중심으로 기술 특성에 맞게 자율적으로 제시할 것

성능지표	단위	세계최고수준 (기관명/국가)	연구개발전 국내수준	개발목표치	평가방법	가중치
소재중량정밀도	%	95	90	95
다이위치정밀도	mm	0.5	1	0.5
금형 수명	타수	25,000	9,000	25,000
금형 셋팅 속도	%	20	0	20

2. 세부 기술개발 방안(how)

2. 1. 세부 개발내용

￭ 시스템 차원에서 최종연구결과물의 주요 기술적 구성 요소를 분량으로 설명하고, 더불어 시스템의 구조/계통도, 물질의 구조/형상 등에 관한 그림/사진/그래픽 삽입

￭ 녹색기술로서의 당해 기술의 특성 포함

○ 고정밀 밀폐단조를 위한 냉간포머 핵심 공정장비 개발

○ 고유가, 국제경기하락 등의 산업환경 하에서 자동차 부품의 경우 경량화, 원가절감을 위한 혁신적인 단조생산기술의 개발이 요구되고 있음. 이를 위해 포머단조의 높은 생산성을 유지하면서 고정밀도 부품을 생산할 수 있는 기술을 개발

2. 2. 개발 방안

￭ 상기 세부기술을 개발하기 위한 구체적인 기술개발방법에 대해 기술

제 4 장 기술의 이전계획(중소기업 현장적용 계획)

1. 기술이전 목표 및 내용

￭ 참여기업의 생산현장에 개발기술을 적용하는 경우 적용목표 및 내용 등을 기술할 것

□ 현장적용 목표

○ 포머를 이용한 밀폐단조기술을 위한 설비기술, 공정기술의 중소기업 보급,확산

○ 단조 생산현장에서 발생하는 제조장비의 환경 친화적 설비로의 전환 및 유연적 생산시스템의 보급

□ 적용기술 내용

○ 무절삭 정밀 단조 기술

- 치수 정밀도 향상을 위한 정밀 단조 기술

○ 다단 포머 단조 기술을 이용한 볼스터드 개발

- 볼스터드 5단 공정 설계 기술

2. 세부 적용 계획

￭ 개발기술을 실제 기업의 현장에 적용시 예상되는 문제점 및 해결방안을 기술할 것.

￭ 본 기술을 토대로 추가로 개발가능한 파생기술 및 본 기술을 이용한 제품생산계획을 기술할 것

□ 예상 문제점 및 현장적용 방법

○ 고객사가 요구하는 Lot별 추적관리, 재질관리, 시간대별 자주검사 기록유지 등 자료를 요구함에 따라 추적관리에 어려움을 겪고 있음.

○ 실시간대 성형 data를 처리 및 자동적재시스템(적재함 자동교환 장치)구축을 통한 공정 업그레이드로냉간 공정기술확보

□ 개발가능한 파생 기술

○ 동제품은 국내 KDAC 및 화인 등을 통해 수출하고 있으며 대량생산 체계가 확보되면 후가공 처리 및 일부 제품을 모듈화 가능

3. 기대 효과

￭ 개발기술의 다른 기술에의 파급효과 등을 서술

* 공정기술 경쟁력 제고 측면은 개발기술 적용을 통해 가격, 품질 경쟁력 향상 방안 등을 서술

* 녹색경쟁력 제고 측면에는 에너지․자원 등 투입요소 절감 방안과 탄소가스 등 환경유해물질의 저감 방안 및 효과 등을 서술

□ 공정기술 경쟁력 제고 효과

- 냉간포머형 밀폐단조기술의 정밀도 향상을 통하여 생산단가를 25%이상 줄일 수 있으며, 00㎛미만의 정밀도를 유지시켜 세계일류품질의 단조제품 대량생산 체제를 확립.

- Real time 장비 제어 자동화 시스템을 개발을 통한 균일한 품질의 제품생산기술 확보

□ 녹색경쟁력 제고 효과

- 제조공정상 에너지를 기존공정보다 45%이상 절감하고, 불순물 제거시 발생하는 황화수소를 본 기술적용시 완전 제거가 가능

< 경제적 성과 >

구분	세부항목	개발전	개발후	개선효과(연평균)
투입요소	에너지
	원부자재
	인력
	기타1
	기타2
	투입요소의 절감효과 비율(비용환산 기준)			%
산출요소	온실가스
	유해가스
	폐기물
	부산물
	기타1
	기타2
	산출요소의 절감효과 비율(비용환산 기준)			%

* 해당하는 세부항목을 기재

< 붙임 1 >

기술수요조사 대상분야

1. 녹색기술분야 (9)

전략분야	분야별 내용 및 품목 (예시)
차세대조명/LED	LED, 차세대 조명
그린IT	전력효율 향상(컴퓨팅, IT, 부품소재, 네트워크 제품 포함), 고효율 전기기기(지능형 전력망, 초전도 시스템, 고효율 전동기 포함)
풍력	대용량급 풍력발전용 부품 및 시스템 기술(해상풍력 포함)
고효율 이차전지	리튬이차전지, 슈퍼커패시터, 레독스 플로우전지, 나트륨황전지
친환경생산 및 신소재	유해물질(중금속 등) 대체소재, 친환경-웰빙 건축소재(에너지절감, 인간친화 등), 친환경 제품설계, 청정 공정, 폐기물 재자원화 및 자원순환, 기능성 품종개발, 촉진물질개발, 작물보호, 작물생장 촉진
바이오매스 에너지화	바이오매스, 바이오 액체연료, 바이오 가스
그린주택 도시	에너지자립형 건물구현(고효율공조 등), 환경생태서비스, 무배출에코시티, 순환형(빗물, 에너지) 도시환경재생시스템
태양전지/태양광	CIGS 박막, 염료감응, 유기, 결정질․비결정질 박막
수소 연료전지	물분해, 화석연료이용 수소연료제조, 기체․액체․고체 수소저장 시스템, 발전용․건물용․휴대용 연료전지

2. 첨단융합분야 (9)

전략분야	분야별 내용 및 품목 (예시)
나노소재	고품위 마그네슘 원소재, 연속제조 마그네슘 형재, 고기능 마그네슘 부품, 초경량 마그네슘 모듈, 그래핀 소재, 초다공질 탄소볼 소재, 탄소나노 섬유 소재, 나노탄소 복합소재
차세대 영상 및 콘텐츠	8K급 초고해상도 영상서비스, 오감체험형 디지털시네마, 대화형 Full 3D 방송, 체감형 스포츠 콘텐츠, 감성웨어(Affective ware), u-러닝 및 학습 서비스, 콘텐츠 보호유통 서비스
바이오자원 및 시스템	신품종 종자 육성, 기능성 작물 및 물질, 동식물이용 바이오 신약․장기, 질량분석기반 초고속 디지털 분자진단시스템, 소형 의료용 질량분석기반 진단기기, 신기술 융합형 분자진단시스템
가상현실	모바일 혼합현실 기반 체험 투어, 가상현실 테마파크, 가상 융합형 산업 콘텐츠
바이오 의약품	유전자치료제, 항체치료제, 줄기세포를 이용한 세포치료제
차세대 네트워크	융합 네트워킹 시스템, 융합 네트워크/서비스 제어 플랫폼, 그린 저전력 지능형 엑세스 시스템, 그린 광대역 초고속 전송 시스템, 3GPP LTE 시스템, WiBro Evolution 시스템, 융복합 무선 통신 단말, 초고속 근거리 무선통신 시스템, 개별물품 인식 RFID, 광역 USN 통신시스템, 지능형 RFID/USN 미들웨어, 실시간 에너지 절감(AMI) 시스템, 지능형 무인경비 시스템
로봇응용	정밀 관절 수술 로봇, 실감형 수술 로봇 시뮬레이터, 무절개 수술(Natural Orifice Surgery) 로봇, 팩토리로봇, 나노-바이오 생산로봇, 차세대 에너지/정보소자 제조 로봇, 감시경계 로봇시스템, 환경감시 로봇시스템, 재난방재 로봇시스템, 생활 도우미 로봇, 탑승형 로봇, 근력증강 로봇, 인지-바이오 로봇, 음성 인터페이스 SW, 다국어 언어처리 SW, 멀티모달 인터페이스 SW
U시티	U-City 통합운영센터, U-City 인프라, 친환경 도시공간 시스템, 지능형 교통체계 차세대 핵심기술, 지능형교통 체계 인프라 및 서비스 구축기술, 실시간 능동형 국토 공간 시스템, 지능형 도시시설물 관리시스템, 차세대 공간정보 융합시스템
의료기기	Monochromatic x선 기기, 멀티에너지(저선량) 고감도 영상센싱기술, Functional 3차원 초음파진단기기, 실시간 응답형 고해상도 진단기기, PET 영상용 방사성의약품 자동합성장치, 분자 영상진단기기, 삶의 질 향샹 고령친화기기, 노인성 질환 극복의료기기, 고령친화 이동.생활지원 기기 및 시스템

3. 제조기반기술분야 (8)

전략분야	분야별 내용 및 품목 (예시)
금형	디지털 금형설계기술, 초정밀가공 및 조립기술, 마이크로 성형기술, 대면적 성형기술, 난성형재 성형기술, 다색다중 사출성형기술, blow 성형기술, 플라스틱 메탈 일체화 성형기술, 초정밀 프레스금형, IMA 성형기술을 중심으로 한 초정밀 사출금형, 특수금형 분야
화학소재공정	나노복합소재 추출분리기술, 그린에너지소재 막분리 및 상분리기술, 신소재합성 미반응물 제거 등을 중심으로 한 환경화학소재 및 정밀화학소재 제조 공정 분야
주조	알루미늄 다이케스팅기술, 마그네슘 다이케스팅기술, 주철․주강 사형 주조기술, 비철사형주조기술, 금형주조기술, 사형주조 분야, 정밀주조기술을 중심으로 한 다이캐스팅, 특수주조
표면처리	PVD, CVD, 일반전기도금, 무전해도금, 화성처리기술, 양극산화기술, DLC 기술, 경질코팅기술, 진공유지기술 등을 중심으로 한 건식표면 처리, 습식표면처리, 도금처리, 진공모듈 및 시스템 분야
용접	레이저 용접기술, 아크 용접기술, 저항용접기술, 철강 용접기술, 비철용접기술, 용접재료기술, 전자접합 소재 및 공정기술, 용접전원기술, 접합시스템기술을 중심으로 한 용접공정 및 장치분야
가공	절삭가공, 위치 결정 기술 등을 중심으로 한 절삭 및 특수가공 분야
열처리	질화기술, 침탄기술, 템퍼링기술 등을 중심으로 한 열처리 분야
소성	형상재 압출 기술, 정수압 압출기술, 가변단면 압출 기술을 기반으로 한 압출/인발/압연 분야와, 열/냉/온간 단조기술, 복합 단조기술, 부품 일체화 단조기술을 중심으로 한 단조기술분야