□ 해양융복합소재 기술개발사업

관리번호

2015-해양융복합소재-지정공모

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형( ), 혁신제품형(O)

기술분류

특수기능성 소재기술

그린십 소재부품기술

과제명

섬유강화 복합재 기반의 그린십 상부 구조품 개발

1. 필요성

ㅇ 선체 경량화를 통한 그린십 구현을 위해 선체 구조부품 경량화 및 복합소재 기술개발 필요

ㅇ 선박의 상부구조 부품은 기존 강재의 사용을 복합소재로 대체할 경우, 다른 선체 부품들에 비해 그 대체 효과가 크고 실선 적용을 위한 기술 장벽이 높지 않은 상태임

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 고기능성 복합소재를 적용하여 선체 상부 구조부품을 모듈단위의 일체구조 성형방식으로 강재대비 60% 이상 경량화하는 기술개발

(TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

- 선체 상부 구조부품의 복합소재 적용 제작공법 융합기술

- 섬유강화 복합재 적용 구조부품의 일체형 제작기술

- 구조패널의 섬유강화 복합재 적용기술

- 거주구용 이종소재 적층구조의 모듈 제작기술

ㅇ 개발 목표

핵심기술/제품	성능지표	현재기술수준 비교		달성목표
		국내	세계
선체 상부 구조부품의 복합소재 적용 제작공법 융합기술	난연성 (화염전파 kW/m2)	10	20	20
	인장강도 (MPa)	260	290	320
복합소재 적용 대형 구조부품의 일체형 제작기술	강판 대비 경량화 (%)	15	44	60
구조패널의 복합소재 적용기술	굽힘강도 (MPa)	280	320	350
거주구용 이종소재 적층구조의 모듈 제작기술	열전도율 (kcal/mh℃)	0.035	0.032	0.029

* 난연등급 IMO(국제해사기구)의 FTP code  난연 및 FST 특성 평가. ISO 5660-1, ISO 9705 및 ISO 5659 기준

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 6년 이내

ㅇ 정부출연금 :  ‘15년 6억원 내외(총 정부출연금 100억원 내외)

ㅇ 주관기관 : 중소⋅중견기업

관리번호

2015-해양융복합소재-지정공모

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형( ), 혁신제품형(O)

기술분류

특수기능성 소재기술

그린십 소재부품기술

과제명

코어재를 적용한 소형선박용 샌드위치 구조 섬유강화 복합재 개발

1. 필요성

ㅇ 최근, 소형선박은 경량화, 고속화 추세로 기능향상과 안전성 확보를 위한 샌드위치 구조 복합소재 수요증가

-  현재 대부분 수적층공법의 단판 구조 복합소재 선체를 제작하고 있는 실정으로 진공적층 성형, VaRTM 등 공정개선에 따라 수지의 함침조건이 가능한 고강성 발포형 폼코어재 개발 필요

ㅇ 국내 소형선박에 적용되는 고밀도, 고강성 코어재는 대부분 수입에 의존하고 있으며, 향후 소형선박의 국내 수용 시장규모 증대 전망

-  고분자 폼의 샌드위치 패널은 경량성이 우수하여 건축 및 수송기기 산업분야에서 적용분야 확대 추세

ㅇ 선체는 3차원 형상 샌드위치 복합소재 적용을 위해 충격 및 슬래밍하중, 난연성, 내습성 등 해양 환경 조건을 만족하는 난연, 고강성 코어재 및 샌드위치 구조재의 성형공법 적용 필요

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 소형선박 건조를 위한 해양환경에 적합한 고강성의 발포 폼코어재 및 고내충격성 샌드위치 구조 복합소재 개발

(TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

-  소형선박 적용 샌드위치 구조형상의 성형 및 제조기술 개발

- 압축강도 1.55MPa 이상의 열가소성 폼 코어재 개발

ㅇ 개발 목표

핵심기술/제품	성능지표	현재기술수준 비교		달성목표
		국내	세계
고강성 폼코어재	밀도(kg/m3)	-	110	120
	압축강도(MPa)	-	1.55	1.55
	접착강도(MPa)	-	35	35
샌드위치 복합소재	경량화(금속대비)(%)	-	60	60
	충격흡수에너지(J)	-	110	120

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 6년 이내

ㅇ 정부출연금 :  ‘15년 6억원 내외(총 정부출연금 80억원 내외)

ㅇ 주관기관 : 중소⋅중견기업

관리번호

2015-해양융복합소재-지정공모

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형( ), 혁신제품형(O)

기술분류

특수기능성 소재기술

그린십 소재부품기술

과제명

해상구조물 및 수중 보강용 차세대 섬유기반 복합소재․부품

1. 필요성

ㅇ 고위험 해상구조물용 구조재는 3시간 이상의 난연성을 보유하고, 1000시간의 이상의 내후성을 가진 고안전 섬유 복합소재임

ㅇ 수중 보강용 복합소재는 해양구조물의 보수/보강시 복합소재를 사용하여 구조물의 수명을 연장하는 기술

-  기존 구조물의 손상된 강도의 증진 및 표면 보호를 통한 내구력 향상

ㅇ 해상구조물 수요가 급증함에 따라 가볍고 안전한 해상구조물을 위해 섬유기반 복합구조재의 개발이 경쟁적으로 추진되고 있음

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 석유․화학․해양산업의 기술 융복합을 통해 해양구조물 및 수중 보강용 차세대 섬유기반 복합재의 개발 (TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 7단계)

- 해양을 포함한 수중 및 습윤 환경에 노출되어 있는 구조물의 보수/보강용섬유 강화 복합재의 개발

-  해상구조물 적용에 적합한 특성을 지닌 섬유를 보강재로 한 해상 하우스 구조물용 고강도 경량화 복합재의 개발

ㅇ 개발 목표

핵심기술/제품	성능지표	현재기술수준 비교		달성목표
		국내	세계
수중보강 복합소재	수지굴곡강도(MPa)	60	80	80
	콘트리트/시트 접착강도(kgf/㎠)	15	25	30
해상구조물 복합소재	인장탄성률(kgf/cm2)	300,000	450,000	450,000
	난연화(A-60, B-30)	-	만족	만족

* A-60, B-30: DNV(선급) 내화 등급

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 6년 이내

ㅇ 정부출연금 :  ‘15년 6억원 내외(총 정부출연금 60억원 내외)

ㅇ 주관기관 : 중소⋅중견기업

□ 해양융복합소재 기반 기술개발사업

관리번호

2015-해양융복합소재-지정공모

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형(O),혁신제품형( )

기술분류

섬유제조공정

과제명

해양융복합 섬유강화 복합재 기반 핵심소재 기술개발

1. 필요성

ㅇ 해외에서는 다양한 고성능 소재를 이용한 해양환경에 적합한 해양 융복합소재 제품화 기술개발이 진행되고 있음

ㅇ 해양환경 적용 맞춤형 원소재 기술의 수요가 증가하면서 관련 고분자 수지, 수지 기반 복합소재 및 구조용 접착제 등의 시장이 크게 확대될 전망임

- 현재까지 이미 개발된 기지재용 수지는 자동차 또는 구조 보강용으로 해양환경에 적용 가능한 수지는 아직 연구 단계임

ㅇ 해양환경 및 조선해양 국제규정에 부합하는 맞춤형 원소재 기술개발은 거의 없는 실정으로 응용 및 성형관련 업체에서 해외에서 개발되어진 소재를 들여와 응용제품에 적용하기 위한 기술개발을 시도하고 있는 수준이지만, 국내의 각 소재별 관련업체들의 관심이 증대하고 있는 상황임

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 해양융복합소재 기반 핵심소재 요소기술 개발

(TRL :  [시작] 3단계 ～ [종료] 5단계)

- 내염수성, 난연성을 갖는 수지 요소기술 개발

- 내환경성 향상 섬유화 요소기술 개발

- 해양 내구성 향상 복합화 요소기술 개발

ㅇ 개발 목표

핵심기술/제품	성능지표	현재기술수준 비교		달성목표
		국내	세계
난연성을 갖는 수지	수지 난연성(화염전파, kW/m2)	10	20	20
	수지 굴곡강도(MPa)	100	110	110
	파괴인성(MPa.m[eqn: {} ^{1/2}])		0.9±0.07	0.9±0.07이상
내환경성 섬유	섬유강도 저하율(70℃이상, %)	-	40	40
	섬유강도 저하율(20℃이하, %)	-	5	5
인장강도	무기섬유(MPa)		2,500	2500 이상
	유기섬유(g/de)		10	10 이상

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 6년 이내

ㅇ 정부출연금 : ‘15년 3억원 내외,(총 정부출연금 60억원 내외)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(기업참여 필수)

관리번호

2015-해양융복합소재-지정공모

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형(O),혁신제품형( )

기술분류

섬유제조공정

과제명

회전식 몰드를 이용한 복합재 선체 자동적층 기술개발(TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 6단계)

1. 필요성

ㅇ 설계와 생산이 연동 가능한 자동화 기반의 공정기술 확립을 통해 고기능성 복합 구조물 생산공정의 효율화를 증대시키고 내구성과 경량성을 향상시키기 위한 복합소재 자동화 생산공정 개발 필요

ㅇ 복합재의 생산자동화 기반 기술 확보를 통해 조선산업의 현장 애로기술을 해소하고 생산공정 효율화, 인력절감, 건조공법 개선, 품질향상 등을 통해 고부가가치 조선해양 제품의 생산원가 절감 및 경쟁력 확보 가능

ㅇ FRP 구조품 제조현장에서 발생하는 분진을 제거하고 오염 물질을 제어하여 FRP 제조 공정 중 유해물질 감소를 통해 직무기피 요인 해소 및 친환경적인 생산시스템 구축 필요

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 소형선박 선체, 그린십 복합재 부품 등 복합재 구조물을 제작하기 위한 섬유강화 복합재 적층공정 자동화 기술개발 (TRL : [시작] 3단계 ～ [종료] 6단계)

‑ 회전식 고속 몰드형 자동화 적층 성형기술 개발

‑ 해양환경에 적합한 그린십 및 소형특수선박용 융복합소재 성형기술 개발

ㅇ 개발 목표

핵심기술/제품	성능지표	현재기술수준 비교		달성목표
		국내	세계
복합소재 자동적층기술	성형자유도(Axis)	5	6	6
	치수정밀도(형상오차/mm)	50	20	20
복합소재 성형기술	인장강도(MPa)	150	250	250
	수지 Gel 타임(min)	120	60	60

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 6년 이내

ㅇ 정부출연금 : ‘15년 3억원 내외(총 정부출연금 80억원 내외)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(기업참여 필수)

□ 해양 융복합소재 센터 구축사업

과제명	해양 융복합소재 센터 구축사업
1. 사업목표 및 내용
ㅇ 최종목표 ‑ 해양 융복합 섬유소재 연구개발 인프라 및 국제규격에 대응할 수 있는 테스트베드 구축을 통한 연구개발 활성화로 일자리 창출에 기여 ㅇ 세부 목표 ‑ 해양 융복합 섬유소재 기반 연구지원 시스템 구축 ․ 해양 융복합 섬유소재 핵심기술 연구, 시제품 생산, 시험분석 인프라구축을 통한 글로벌 시장 선점 ‑ 핵심 해양 융복합 섬유소재 국제 규격 대응장비 구축 ․ 핵심 해양 융복합 섬유소재 IMO 국제 규격 대응 시험 장비 구축을 통한 신속 대응체계 구축 및 신규 분야 글로벌 기술 표준화 ‑ 해양 융복합 섬유소재 평가분석 인프라 구축 ․ 해양 융복합 섬유소재 산업 및 전후방산업에 대한 최신 기술 정보 분석을 위한 헤드 쿼터(Headquarter) 구축으로 해양 융복합소재 거점 확보 ‑ 해양 융복합소재 센터 구축사업은 부산 구축
2. 추진 체계
※ 장비 구축은 산업기술혁신사업 공통운영요령 제8조, 제 36조에 따라 중앙장비도입심의회를 거쳐 도입함을 원칙으로 함
3. 배경 및 필요성
ㅇ 해양관련 수요기업들은 IMO 등 규제 요건을 모두 만족시키는 인증된 소재를 요구하기 때문에 소재의 시험평가 및 인증 기반 구축 절실 ㅇ 해양산업은 지난 30년 동안 범용소재(철강 등)를 주로 사용하였으나, 최근 경량, 친환경, 내염수성 등 신기능을 만족하는 신규소재로 전환 중으로, 이에 대응 가능한 테스트베드 필요
4. 지원기간 및 예산			ㅇ ‘15년 6억원 내외(총 5년 / 209억 내외)

□ 고분자 융복합소재 센터 구축사업

과제명	고분자 융복합소재 센터 구축사업
1. 사업목표 및 내용
ㅇ 최종목표 - 해양 융복합소재/부품 연구개발 및 시제품생산 지원 등을 위한 인프라구축을 통하여 관련 산업의 기술개발 및 사업화 활성화 - 해양 융복합소재/부품 산업 분야의 신성장동력 창출로 기업의 신규매출 증대와 일자리 창출 ㅇ 세부 목표 ‑ 해양 융복합소재/부품 연구지원 시스템 구축 ․ 해양 융복합소재/부품 핵심기술 연구, 시험분석 인프라구축을 통한 기술경쟁력 향상 ‑ 해양 융복합소재/부품 기술/사업화지원 시스템 구축 ․ 해양 융복합소재/부품 관련 사업화를 위한 시제품제작 등을 위한 인프라구축 ‑ 해양 융복합소재/부품 산업 육성을 위한 기업지원시스템 구축 ․ 구축된 인프라를 활용하여 관련 산업육성을 위한 기업지원시스템 구축 ․ 해양 융복합소재/부품 산업 및 전후방산업에 대한 최신 기술/시장 정보 분석 및 제공 ‑ 고분자 융복합소재 센터는 전남 구축
2. 추진 체계
※ 장비 구축은 산업기술혁신사업 공통운영요령 제8조, 제 36조에 따라 중앙장비도입심의회를 거쳐 도입함을 원칙으로 함
3. 배경 및 필요성
ㅇ 최근 해양용 복합소재/부품에서 요구되는 경량, 친환경, 내염수성 등 신기능을 만족하는 소재의 개발 요구는 꾸준히 증가되고 있음 ㅇ 해양용 복합소재/부품의 기술개발 및 상품화는 막대한 비용이 소요되어 중소기업 단독으로 진행하기에는 위험성이 매우 높아, 이를 지원하는 시스템구축이 필요 ㅇ 이와 연관된 고가의 시험생산장비나 분석장비를 구축하여 중소기업이 공동으로 활용가능한 인프라구축이 매우 절실함
4. 지원기간 및 예산			ㅇ ‘15년 2억원 내외(총 5년 / 81.2억 내외)