1. 프로젝트 개요

1.1기술 성과 소개

프로젝트는 섬유 복합소재 부재의 ‘정밀 제조’수요에 대해 ‘다점 플렉시블 몰드형 면 수치 제어를 통한 경화 변형량 보상, 복합소재 부재 목표 형상을 획득’하는 새로운 아이디어를 제시하여 다점 디지털화 유연성 열압 금형을 발명하고 재구성 가능한 면 소프트웨어 제어 SCPRS 프로그램 및 소규모 테스트 장비 프로토타입을 개발하여 다점 유연성 열압 성형 방법 (즉: 규칙적으로 배열된 기본 체점 어레이로 전통적인 전체 금형을 대체하고, 기본체의 높이, 열압성형 온도 및 가압 하중 크기를 제어함으로써 금형면의 수치 제어 신속 재구성, 온도 및 압력 부하를 실현), 섬유 복합 부재 다점 유연 외부 열간 프레스 성형, 다점 유연 공기 보조 열간 프레스 성형 등의 새로운 공정을 확립하고, 자체 지적 재산권을 가진 다점 유연 열간 프레스 성형 신기술 및 장비를 형성하여 파일럿 장비 시제품을 제작할 예정이다.

1.2기술 분석 및 우위

1.2.1핵심 기술 분석

프로젝트는 섬유 복재 부재의 경화 변형 ‘정밀 제어’ 수요에 대응하여 '다점 유연성 금형 형면 수치 제어 보상을 통한 경화 변형량 보상, 복재 부재 목표 형상 획득'이라는 새로운 아이디어를 제시하는데, 즉: 규칙적으로 배열된 기본체 점진 어레이로 전통적인 전체 금형을 대체하고 기본체의 높이, 열압성형 온도와 가압하중 크기를 제어함으로써 금형면의 수치제어 신속 재구성, 온도와 압력하중을 실현한다.

프로젝트 팀은 MPFTCS 프로그램과 소규모 테스트 장비 프로토타입을 제어하는 다점 디지털 유연성 열간 프레스 금형 소프트웨어를 개발하였고 섬유 복합 재료의 경화 및 변형에 대한 '정밀 제어' 테스트 플랫폼을 구축하였다. 초보적으로 섬유 복합 부재의 경화 및 변형에 대한 다점 유연성의 효과적인 제어를 실현하였으며 독립적인 지적 재산권을 가진 다점 유연성 열간 프레스 성형을 위한 신기술 및 장비가 형성되었다.

1.2.2기술 혁신과 우위

프로젝트팀은 다점 성형 방법, 공정 및 기술 장비 연구를 체계적으로 수행하여 항공기 피복 성형, 고속 열차 피복 성형, 선체 외판 성형 및 둥지 건축 강철구조 성형 등 일련의 응용(팀이 개발한 시제품이 가장 많고 응용 업종이 가장 넓으며 논문 발표량이 세계 1위)을 형성하였다. 프로젝트 제품은 중국 특허금상, 국가과학기술진보2등상 등 국가 성급 및 성부급 6개 상을 수상했으며 장비는 한국강화회사에 수출되었고 국내 기술의 발원지이다. 외국 경쟁품보다 가격이 약 30% 저렴하고 기술 서비스가 더 적시적이며 기술 수준이 동등하다.

프로젝트는 팀이 금속 판재의 다점 성형 이론과 기술의 장기 축적을 기반으로 섬유 복합 재료의 다점 유연성 디지털 파일럿 장비의 설계 및 제조를 수행할 계획이며 관련 작업은 거의 보도되지 않았으며 선도적인 업무에 속한다. 본 프로젝트의 경쟁사 대비 우위는 주로 다음과 같은 방면에서 나타난다:

(1) 팀 구성원의 학문적 배경이 교차되어 기계 설계, 자동화 제어, 소프트웨어 개발 및 기타 연구 경험이 있으며 섬유 복합 재료에 대한 다점 유연성 디지털 파일럿 테스트 장비의 설계 및 제조 능력을 갖추고 있다.

(2) 팀은 초기에 섬유복합재료 다점 유연성 디지털화 소규모 테스트 장비 설계 제조 작업을 완료하여 프로젝트 타당성을 테스트 및 검증하였다.

(3) 팀은 항공 장비, 궤도 열차 관련 산업의 선도 기업과 이미 장기적인 협력 관계를 구축하여 제품 시장 전환과 판매 능력을 갖추고 있다.

1.3기술 성과 주요 제품 및 응용

프로젝트는 섬유 복합재료 다점 유연성 디지털화 파일럿 플랜트 설계 제조 작업을 전개할 예정이며, 다점 열간 압연 성형 유연성 금형, 튜닝 제어 소프트웨어, 프레스 등으로 구성된 파일럿 플랜트 제품을 형성하여 항공 장비, 궤도 열차 등 섬유 복재 부품 성형 및 공정 검증 시험, 생산 제조에 적용할 것이다.

1.4 기술 성과 단계

현재 프로젝트의 기술적 성과는 파일럿 단계에 있다.

1.5기술팀

프로젝트팀은 이명철 교수가 1990년대에 조직하여 장기간 판재 다점 유연성 성형 연구에 초점을 맞추었고, 성과는 국가 과학기술 진보 2등상, 중국 특허금상 등을 수상하였으며, 올림픽 냐오차오 이형강 부재 굴절 성형, 궤도 열차 차두 피복 성형 및 티타늄 합금 선체 외판 성형 등에 적용되었다. 사생들의 전승전통을 계승하여 현재 팀은 섬유 복합재료의 다점 유연성 디지털화 제조  기술개발에 초점을 맞추고 다점 유연성 열간 프레스 성형 기술의 병목 현상을 공략함으로써 금속 재료의 다점 성형에서 섬유 복합 재료의 다점 성형으로의 도약을 실현하고 있다. 팀 책임자인 한기강 교수는 재료과학과 공정학원 부원장, 중국기계공정학회 소성공정분회 위원, 중국재료연구학회 청년사업위원회 이사, <기계과학과 기술>편집위원회 등을 맡고 있다. 국가, 성, 시, 기업 등 연구개발 프로젝트 30여개를 담당하고 SCI논문 70여편을 발표하였으며 30여개의 발명특허를 수권받았다. 선후로 길림성과학기술상 (기술발명상) 1등상 2개, 기계공업과학기술상 (기술발명상) 1개, 길림성교학성과상 특등상 1개 및 길림성청년과학기술상, 길림성 제8차 혁신인재, 길림성 제18차 혁신창업인재 등 영예를 획득하였다.

2. 시장 잠재력 분석

다점 성형 기술은 최초에 일본학자들이 조선 산업의 공정을 개선하기 위해 제안한것으로서 일련의 실험을 거쳐 최종적으로 여러개의 펀치를 가진 압력 성형기를 개발하여 곡면 판재의 성형을 실현할수 있었다. 미국 학자들도 다점 성형 기술에 대해 연구를 진행하여 다점 유연성 금형을 제조하였으며 항공기의 피복 성형에 적용하였다.

섬유 복합 재료는 길이와 직경이 다른 여러 섬유와 매트릭스로 구성된 복합 재료이다. 섬유는 일반적으로 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 등을 사용한다. 매트릭스에는 수지, 금속, 세라믹 등의 재료가 포함된다. 섬유 복합 재료는 기존 재료에 비해 고강도, 고강성, 경량화, 내부식성이 강한 등 특징을 갖고있어 항공우주, 건축, 교통운수, 체육기자재 등 분야에 널리 응용되고 있다.

그러나 섬유 복합 부재의 성형 제조는 여러 단계와 복잡한 공정 과정을 포함하며, 경화 성형 과정에서 온도 변화에 의한 잔류 응력은 부재의 경화 변형을 유발할 수 있다.섬유복합소재 다점 플렉시블 디지털 스마트제조 라인 개발은 국내외에서 아직 벤치마킹 기업이 없다.

프로젝트는 섬유 복합 소재 다점 유연성 디지털 파일럿 장비와 그 제조기술을 형성하고 장비제품은 항공우주, 궤도교통 등의 분야에 활용될 예정이며, 서비스의 타깃은 중국상비상해항공기제조유한회사, 중항공업서안항공기공업 (그룹)유한책임회사, 중차장춘궤도버스주식 유한회사 등 항공기제조, 고속철도 동차 제조 관련 기업이다. 항공기 금형을 예로 들면 항공기 내장 금형 200세트를 기준으로 계산하면 금형 제품의 생산액은 1억 위안에 달할 수 있으며, 국내 대형 항공기 내장 금형이 모두 국내 금형 제조를 실현한다면 향후 항공 금형 시장 규모는 천억 급으로 배가될 것이다.

3. 융자 수요 및 단계 목표

프로젝트는 500만 위안을 융자하여 제품 개발에 투입할 계획이며 구체적인 목표는 다음과 같다:

(1) 섬유 복합 재료 다점 유연성 디지털 파일럿 플랜트를 설계 최적화;

(2) 섬유 복합 재료 다점 유연성 디지털 파일럿 플랜트를 가공 제조;

(3) 섬유 복합 재료의 다점 유연성 디지털 파일럿 플랜트에 대한 검증 시험을 실시;

(4) 섬유 복합 재료의 다점 유연성 디지털 파일럿 플랜트에 대한 인증을 진행;

(5) 섬유복합재료 다점 유연성 디지털 파일럿 플랜트 판매팀 구성;

(6) 섬유 복합 재료를 위한 다지점 유연 디지털 파일럿 플랜트 회사를 설립한다.

4. 기술 성과 효익 분석

4.1경제적 효익

프로젝트 기술 성과의 시장 평가액은 5,000만 위안이다.

4.2사회적 효익

프로젝트는 다점 열간 프레스 성형 유연성 금형, 스타일링 제어 소프트웨어, 프레스 등으로 구성된 파일럿 엔지니어링 프로토타입 제품을 형성하여 장비 제조 및 신소재 산업의 발전을 주도하고 섬유 복합 재료의 다점 유연성 디지털 장비 제조의 공백을 메울것이다.

5. 연락처

연락인：한기강 

연락번호：13331756990