출품기술

[재료/화학] 기계적 강도가 향상된 고강도 경량 복합소재

고강도 경량 복합소재 제조 기술

방사선을 이용하여 경량 고강도 복합소재를 제조하는 기술로 첨단 산업 및 각종 극한 환경에서 요구되는 물성, 인장강도를 유지하는 복합소재 제조 기술

보유기관 : 한국원자력연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

- 방사선을 이용하여 경량 고강도 복합소재를 제조하는 기술로 첨단 산업 및 각종 극한 환경에서 요구되는 물성, 인장강도를 유지하는 복합소재 제조 기술

- 제조공정 중에 발생하는 결함을 예방할 수 있고, 제조공정이 친환경적이며 경화 공정 시간을 감소시킬 수 있는 특징이 있음

- 상온에서 경화가 가능하여 생산단가를 낮출 수 있어 가격 경쟁력에서 우위를 점하여 시장 경쟁력을 향상시킬 수 있음

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
방사선 조사로 경화된 탄소섬유, 에폭시 수지 및 방사선 개시제의 복합재를 포함하는 하이브리드 압력용기의 제조방법 10-1016377
변성 에폭시 아크릴레이트의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 변성 에폭시 아크릴레이트 10-1190003
방사선을 이용한 복합재료 접합 방법 10-1276236

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 방사선을 이용하여 경량 고강도 복합소재를 제조하는 기술로 첨단 산업 및 각종 극한 환경에서 요구되는 물성, 인장강도를 유지하는 복합소재 제조 기술

- 제조공정 중에 발생하는 결함을 예방할 수 있고, 제조공정이 친환경적이며 경화 공정 시간을 감소시킬 수 있는 특징이 있음

- 상온에서 경화가 가능하여 생산단가를 낮출 수 있어 가격 경쟁력에서 우위를 점하여 시장 경쟁력을 향상시킬 수 있음

대표도면

[본 고강도 경량 복합소재 제조를 위한 방사선 조사공정 모식도]

기존기술 대비 개선점

- 기존의 방식은 공정 장비 투자에 고비용 투자가 필요하고, 적용범위가 한정적

- 제품의 결함 발생이 쉽게 발생하고, 환경 오염 및 작업자의 안전 문제 발생

기술 구현 내용

다음과 같은 과정을 통해 고강도 복합 경량소재를 제조

- 1단계 : 방사선 경화형 수지를 탄소섬유 및 유리섬유 프리프레그에 주입
- 2단계 : 일련의 방식을 통하여 대상 성형
- 3단계 : 방사선 조사로 복합소재 경화

기술도입 기대효과

- 환경 친화적으로 대외 기업홍보 효과 및 환경 친화기업 인증

- 기존 제품들 대비 품질 개선으로 시장 경쟁력 향상

- 제조 공정의 절감, 단가 절감 등으로 새로운 사업화 자금 마련

시장동향

- 최근 친환경 기술 및 지구온난화 방지를 위한 다양한 신기술들이 개발되는 추세에 초경량, 고강도 신소재는 산업 전분야에 많은 파급력을 보이고 있음

- 탄소복합소재기술 개발은 향후 기업과 국/공립연구기관 대학 등이 공동적 개발 및 사업화가 필연적이며 각종 관련 인프라 등과 같이 유기적으로 연동하여 필수적인 분야로 전개하는 것이 중요한 과제로 부상하고 있음

[세계 탄소복합재료 시장 전망]

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