2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종...

25
2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 1. 사업개요 □ 사업목적 국가 성장전략에 기반한 전략기술 분야의 핵심 원천기술 개발에 대한 집중 지원을 통해 미래 신산업을 육성하고 주력기간산업의 산업경쟁력을 제고하여 미래 신성장동력을 창출 대표적 소재부품산업인 화학 금속 섬유 세라믹 및 첨단뿌리산업의 핵심원천기술개발 지원을 통해 산업경쟁력 제고 및 전방산업의 수요에 적합한 핵심소재를 공급함으로써 관련 산업의 성장잠재력 확충 □ 지원대상분야 산업소재 화학공정소재 첨단뿌리기술 분야의 주력산업 고부가가치화 신성장동력 및 신기후 체제 대응을 위한 소재 및 공정기술 개발 지원 2. ‘19년 신규지원 대상과제 □ 공고예산 : 92.5억원 □ 신규지원 대상과제(RFP/품목) : 17개 ž 기술료 징수 영리기관이 반드시 수행기관으로서 과제에 참여해야 함 기술료 비징수 정부출연금 까지 지원가능하며 수행 결과에 대해서는 공개하여야 함 경쟁형 선정평가를 통해 복수의 수행기관 배수 을 선정 지원할 수 있으며 이 경우 연 단계평가 등을 통해 계속 수행 개 과제를 최종 선별함 3. 사업별 특이사항 산업소재핵심기술개발사업에 대기업이 혁신제품형 과제 참여시 해당과제의 당해연도 정부 출연금의 이내로 대기업의 정부출연금 계상 필요 산업소재 핵심기술개발사업 내 첨단뿌리기술 분야 의 경우 공고문의 신청자격 및 우대 사항에서 아래 조건을 추가 적용함 신청자격 첨단뿌리기술 분야에 수행기관으로서 참여하는 영리기관은 접수마감일 현재 뿌리기술 전 문기업 이어야 함 다만 단독응모 또는 미응모 등의 사유로 동 공고에 대한 재공고시에는 주관기관 및 참여기관 중 하나 이상의 뿌리기술 전문기업 을 포함하는 것으로 신청자격 을 완화할 수 있음 글로벌시범과제 첨단뿌리분야 번 의 경우 글로벌 진출 시범사업 관련 양식 첨부 을 작성하여 접수마감일까지 반드시 제출하여야 함 평가 시 우대사항 최근 년 이내 접수 마감일 기준 에 산업소재핵심기술개발사업 중 첨단뿌리기술 분야 신규사

Transcript of 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종...

Page 1: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문

1. 사업개요

□ 사업목적

○ 국가 성장전략에 기반한 전략기술 분야의 핵심 원천기술 개발에 대한 집중 지원을 통해 미래

신산업을 육성하고 주력기간산업의 산업경쟁력을 제고하여 미래 신성장동력을 창출

- 대표적 소재부품산업인 화학, 금속, 섬유, 세라믹 및 첨단뿌리산업의 핵심원천기술개발 지원을

통해 산업경쟁력 제고 및 전방산업의 수요에 적합한 핵심소재를 공급함으로써 관련 산업의

성장잠재력 확충

□ 지원대상분야

○ 산업소재(화학공정소재, 첨단뿌리기술)분야의 주력산업 고부가가치화, 신성장동력 및 신기후

체제 대응을 위한 소재 및 공정기술 개발 지원

2. ‘19년 신규지원 대상과제

□ 공고예산 : 92.5억원

□ 신규지원 대상과제(RFP/품목) : 17개

사업분야

순번

과제명 주관기관19년지원규모

총수행기간

기술료

과제유형과제특징

가 나 다

화학공정소재

1자율주행 인지 대응형 코팅 소재및 공정기술 개발

중소·중견기업

5 42 징수일반

혁신제품

지정공모

2

LAS(Lithium-Aluminum-Silicate) 순환자원으로부터 리튬/리튬화합물추출을 위한 전해질 소재 및 전기화학공정 기술개발

제한없음 5 42 징수일반

원천기술

품목지정

3미세발포 기반 3D 프린팅용 무황변 열가소성 폴리우레탄 원천소재및 공정기술 개발

중소·중견기업

5 42 징수일반

혁신제품

품목지정

4다양한 형상구현이 가능한 열성형전극 소재 및 공정기술 개발

중소·중견기업

5 42 징수일반

혁신제품

품목지정

56탄당으로부터 아디픽산 제조를위한 친환경 촉매 공정 개발

비영리기관

1 30 비징수일반

원천기술

품목지정

경쟁형R&D

6플렉시블 전장 및 전자 모듈용 고기능성 점ž접착 소재 개발

중소·중견기업

5 42 징수일반

혁신제품

품목지정

첨단뿌리기술

7초고강도 차체부품 혼류 생산을위한 유연롤포밍 공정기술개발

중소·중견기업

6 42 징수일반

혁신제품

지정공모

8Multi-material 적용 10속 자동변속기 모듈 개발

중소·중견기업

6 42 징수일반

혁신제품

지정공모

초고난도

9 전기차 파워분배모듈의 고신뢰성 중소·중견 6 42 징수 일 혁신 지정

* 지원대상 과제별 과제제안요구서(RFP)는 하단 내용 참조* 과제제안요구서(RFP) 내용의 총사업비 및 총수행기간은 평가위원회에서 조정 가능함

○ 기술료 징수 : 영리기관이 반드시 수행기관으로서 과제에 참여해야 함

○ 기술료 비징수 : 정부출연금 100%까지 지원가능하며 수행 결과에 대해서는 공개하여야 함

○ 경쟁형R&D : 선정평가를 통해 복수의 수행기관(n배수)을 선정·지원할 수 있으며, 이 경우 연

차/단계평가 등을 통해 계속 수행 1개 과제를 최종 선별함

3. 사업별 특이사항○ 산업소재핵심기술개발사업에 대기업이 혁신제품형 과제 참여시 해당과제의 당해연도 정부

출연금의 15% 이내로 대기업의 정부출연금 계상 필요

○ 산업소재 핵심기술개발사업 내 첨단뿌리기술 분야(7~17번)의 경우, 공고문의 신청자격 및 우대

사항에서 아래 조건을 추가 적용함

- (신청자격)

* 첨단뿌리기술 분야에 수행기관으로서 참여하는 영리기관은 접수마감일 현재 「뿌리기술 전

문기업」이어야 함.(다만, 단독응모 또는 미응모 등의 사유로 동 공고에 대한 재공고시에는

주관기관 및 참여기관 중 하나 이상의 「뿌리기술 전문기업」을 포함하는 것으로 신청자격

을 완화할 수 있음)

* 글로벌시범과제(첨단뿌리분야 7번, 8번, 9번)의 경우 「글로벌 진출 R&D시범사업 관련 양식」

(첨부3)을 작성하여 접수마감일까지 반드시 제출하여야 함

- (평가 시 우대사항)

* 최근 3년 이내(접수 마감일 기준)에 산업소재핵심기술개발사업 중 첨단뿌리기술 분야 신규사

사업분야

순번

과제명 주관기관19년지원규모

총수행기간

기술료

과제유형과제특징

가 나 다

접합기술 개발 기업 반 제품 공모

10냉간단조 공정의 생산성 향상을위한 지능형 정밀단조시스템 개발

중소·중견기업

6 42 징수일반

혁신제품

품목지정

11사출성형 생산성 향상을 위한 금형표면 급속가열 및 냉각기술 개발

제한없음 12 42 징수일반

원천기술

품목지정

경쟁형R&D

12수소연료전지차용 수전해 수소발생장치의 다공성 금속 촉매 표면처리 전극 개발

중소·중견기업

6 42 징수일반

혁신제품

품목지정

13알루미늄 차체 품질관리를 위한디지털 점 용접시스템 개발

중소·중견기업

6 30 징수일반

혁신제품

품목지정

14자동차엔진 실린더블록 냉각성능향상을 위한 이종소재 주조기술개발

제한없음 6 42 징수일반

원천기술

품목지정

15열처리공정 에너지소비효율 향상을 위한 단열재 및 지그 개발

중소·중견기업

6 30 징수일반

혁신제품

품목지정

16경량금속소재의 물성향상을 위한통전 주조 공정 기술 개발

비영리기관

0.5 30 비징수일반

원천기술

품목지정

17유해물질 대체 표면처리 기술 개발

제한없음 6 30 징수일반

원천기술

품목지정

Page 2: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

업자로 선정(지원)되지 않은 기관이 주관기관으로 과제를 신청하는 경우(2점)

* 첨단뿌리기술 분야에 수행기관으로서 참여하는 영리기관이 접수마감일 현재 「일하기 좋은

뿌리기업」인 경우(2점)

4. 문의처

분야과제제안요구서(RFP) 과제접수/신규평가 일정/절차

담당부서연락처

(053-718-내선번호)담당부서

연락처

(053-718-내선번호)

화학공정소재 화학공정PD 8378섬유화학금속팀

8312

첨단뿌리기술 뿌리기술PD 8382 8363

[첨부1] 산업소재 핵심기술개발사업 지원지원 대상 RFP/품목

[첨부2] 산업소재 핵심기술개발사업 신규과제 실무작업반 명단

[첨부3] 글로벌 진출 R&D시범사업 관련 양식

[첨부1] 산업소재 핵심기술개발사업 지원지원 대상 RFP/품목

관리번호 2019-화학공정소재-일반-지정-01 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 정밀화학 자동차/철도차량

융합유형 ■ 신산업창출형 □ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회 □ 규제개선

과제명자율주행 인지 대응형 코팅 소재 및 공정기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 정의

ㅇ 4차 산업기반 스마트 모빌리티 자율주행차 안전 및 사고회피 기술 구현에 필수적인 사물 피도체 감지용 LiDAR (Light Detection and Ranging) 인지 대응형자동차용 코팅 핵심 소재 및 코팅 어플리케이션 공정 기술

ㅇ LiDAR 기반 자율주행 인지대응형 코팅 소재는 LiDAR에 높은 반사 신호를 제공하며 특히 Dark-tone에서 정확한 거리와 공간정보 인식을 통해 오작동을 방지하고 선택적 고검출로 자율주행차의 사고 예방·회피가 가능한 기술

- LiDAR 특정 파장의 선택적 고검출도 자동차용 코팅 소재 및 시스템 기술- 레이저펄스 기반 주변물체 최적화 감지제어형 코팅 공정 기술- Dark-tone 기반 LiDAR 파장 반사측정 및 데이터 최적화 분석 특성화 기술

2. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표

ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술 개발- Dark-tone 기반 LiDAR용 선택적 신호 고검출 코팅 소재 개발- 자율주행차용 베이스코트 포뮬레이션 시스템 개발- 유변학적 입자 배향 표면제어 공정기술 개발- LiDAR 기반 거리 인지 특성 분석 및 신뢰성 평가기술 개발

ㅇ 정량적 목표

핵심 기술/제품 성능지표 단위 달성목표국내최고수준

세계최고수준(보유국, 기업/기관명)

1 Blackness1 L* ≤30 - 30

2 LiDAR 반사율2 % >30 - 25

3 분산 저장안정성3 %(sec) <50 <100 <50

4 Basecoat Thickness ㎛ 10∼15 15∼20 10∼15

5 Appearance4 CF ≥60 55 60

6 내후성5 △E <2.5 3 2.5

* 표준 측정 방법1. Blackness: CIE(L*, a*, b*) color space (CIELAB)

Page 3: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

2. LiDAR 반사율: 905 nm 기준 (ASTM 903)3. 분산 저장안정성: Fordcup#4, 7 days, 40℃ (ASTM D1200)4. Appearance: Wave Scan Dual (BYK, Germany)5. 내후성: Weatherometer, 1,000 hrs (ASTM G155)

□ 개발 내용

ㅇ Dark-tone 기반 LiDAR 환경 선택적 신호 고검출 코팅 소재 개발- NIR 영역 흡수가 높은 Dark-tone 기반에서 LiDAR 신호의 선택적 고검출도가

우수한 코팅 핵심 소재 개발- 905 nm 파장 빛을 최적화 반사시켜 최대 감지능력 제공 가능한 코팅 소재 개발

ㅇ 자율주행차용 코팅 소재 포뮬레이션 및 공정기술, 특성평가 기술 개발- 베이스코트 포뮬레이션 시스템 개발- 유변학적 입자 배향에 의한 표면제어 공정기술 개발- LiDAR 기반 거리 인지특성 분석 및 신뢰성 평가기술 개발

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

핵심 기술요소최종단계

생산수준 또는 결과물시험평가환경

1 LiDAR 인지대응형코팅 핵심소재 6

- LiDAR 파장영역 최적화 반사율제어 코팅 소재- LiDAR 고검출 인지감응 윈도우- 프로토타입 시제품 성능평가

공인시험기관평가

2자율주행차 베이스코트공정기술 및 특성 제어평가

6

- 자율주행차용 LiDAR 고검출 인지감응 박막화 베이스코트- Dark-tone 코팅 제품 제조- LiDAR 인지 특성 분석평가- 프로토타입 시제품 성능평가

수요기업평가

3. 국내외 기술 동향

ㅇ 해외기술동향 - 벤츠, BMW, 닛산, 도요타 등 주요 완성차 업체들을 중심으로 ‘20년 상용화

목표로 자율주행차에 대한 연구가 활발히 진행 중 - Ford 자동차와 글로벌 코팅제조사인 PPG Industries는 공동으로 Dark-tone 기반

LiDAR 감응형 코팅 소재 연구 개발에 집중 - 글로벌 화학기업인 BASF에서는 광파장 반사입자 표면개질화 기술 확보로

자율주행차용 코팅 기술 선점 연구 수행 중 - 독일 Merck는 반사형 소재의 표면개질 기술을 응용하여 자율주행차의 LiDAR

반사파 제어기술 개발을 추진 중

ㅇ 국내기술동향 - 현대·기아자동차는 ‘20년까지 구간별 자율주행차 개발 진행 중 - 국내 일부 화학업체는 서울대, 카이스트, 한양대 등과 자율주행차 연구를

진행하고 있으나 대부분 IT 기반 시스템 설계에 대한 것이 대부분임 - 코팅 핵심 소재 및 베이스코트 형성 공정기술에 대한 연구 및 개발 시도는

거의 전무한 상황

4. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 자동차·무인이동체와 ICT 기술의 융합가속화 및 자동차의 전자화 확대로 자율 주행차에 필수적인 사고예방/회피의 능동제어가 가능한 LiDAR 인지 대응형 코팅화학소재에 대한 선도기술 확보전략 필수

- LiDAR 특정파장의 선택적 고검출도 코팅 소재 및 시스템 기술 니즈 증가 - Dark tone에서 NIR 영역의 높은 흡수로 인한 자율주행차의 오작동 발생이

빈번하므로 이를 방지하기 위해 LiDAR 특정파장의 선택적 고검출이 가능한 코팅 소재 및 시스템 기술 니즈 증가

ㅇ 자율주행차 차체 표면의 코팅은 높은 NIR 반사율과 함께 소비자의 다양한 Color Palette의 유지를 위한 Dark-tone 베이스코트 구현 기술이 필수적이며 이러한 기술을 통해 고급화된 Dark-tone 차량에서도 완전 자율주행 능동제어 기술의 적용이 가능

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 자동차·정보통신·첨단교통·서비스회사 등 이종업종간의 연계가속화로 서비스 중심의 신사업모델 출현에 따라 완전 자율주행차 시장이 급속 성장할 것으로 예상되며 ‘30년 차량시장 중 40.5% 이를 것으로 전망

ㅇ 자율주행차 분야의 글로벌 시장 선도가 가능한 미래 이노베이션 핵심 화학소재기술의 확보 및 관련 시장의 선점 필요

- ‘35년 글로벌 자율주행차 시장 규모는 1조2000억불 규모로 급성장하여 자동차 시장의 75%를 차지할 것으로 예측

- 정밀화학기반 코팅 소재는 PPG, BASF 등 해외선진제품에 기술의존도가 매우 높아 향후 막대한 기술/제품 로열티 지불이 우려되는 분야로 대책 필요

- 자율주행차 코팅 핵심 기술 개발로 시장변화에 따른 기술변화를 선제적으로 대응하여 확보함으로서 신시장 창출 가능

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 미래 수송기기인 전기차·스마트선박·항공·드론·로봇 등 다양한 능동형 무인이동체 시장에서 폭넓은 용도확산이 가능한 혁신적인 미래형 기술로 국산화 기술 경쟁력 확보를 위한 경제적·정책적 대응이 요구됨

- 자율주행차용 주변 환경 대응형 코팅 소재는 고부가가치의 신산업분야 핵심 소재로서 국내 대기업을 비롯한 중소·중견기업의 제한된 개발환경을 지원하여 관련 산업을 육성하는 정책방향이 필요함

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안

ㅇ LiDAR 파장의 검출 최대화를 위한 핵심 소재 및 코팅 공정기술 개발은 자율주행자동차 뿐만 아니라 미래 수송기기인 전기차, 스마트선박, 항공·드론, 로봇 등 다양한 능동형 무인이동체 시장에서의 필수적인 기술이므로 넓은 용도확산이 가능할 것으로 판단됨

Page 4: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

□ 기술적 기대효과

ㅇ 자율주행차용 인지대응형 코팅 소재 및 코팅 공정기술 개발은 4차 산업기반 미래 핵심기술로 해외선진기업이 독점하고 있는 정밀화학기반 코팅 화학소재의 높은 기술 의존도를 극복하여 국내외 신시장 창출이 가능

□ 경제적 기대효과

ㅇ 글로벌 자율주행차 시장 규모가 ‘35년 1.2조억달러로 급성장하여 자동차 시장의 75% 이상 차지할 것으로 예상되므로 이를 감안할 때 병행되는 자율주행차용 코팅 소재 시장은 글로벌 기준으로 10조원 이상의 시장 창출 기대

ㅇ 자율주행차 센서 최대 감응형 코팅 소재의 원천기술 개발을 통한 선제적인 핵심요소기술 수출은 연간 1천억 이상의 정밀화학 코팅기술 분야의 해외기술 로열티 수입 예상

ㅇ 4차 산업혁명 기반의 신산업 분야로서 새롭게 개척되는 시장 분야로 신시장 창출 및 신제품 출시 등으로 새로운 일자리 1,000명 규모 창출 예상

ㅇ 자율주행차 시장 외에 건축·공업, 국방·안보, 정보전자산업, 재난모니터링, 스마트공장 등 다양한 산업적 분야에 응용이 가능한 최첨단 분야로 다양한 일자리 창출 가능

□ 기타 사회․문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 자율주행차 주변 환경대응형 코팅 소재는 자율주행차용 LiDAR 환경 최대 반사파를 제공하는 동시에 신호 오작동을 최소화할 수 있는 기술로 안전·사고회피 기반의 자율주행차는 필수적인 국민생활 편의시설로 자리매김할 것으로 예측되며 미래사회에 필수적인 신기술의 필수보완재 역할을 할 것으로 기대됨

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도 : 6개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월, 4차년도 : 12개월)ㅇ 정부출연금 : ’19년 5억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호 2019-화학공정소재-일반-품목-02 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 ■ 원천기술 □ 혁신제품 화학공정 자원

융합유형 ■ 신산업창출형 □ 산업고도화형 □해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명

LAS(Lithium-Aluminum-Silicate) 순환자원으로부터 리튬/리튬화합물 추출을 위한 전해질 소재 및 전기화학공정

기술개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 5단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 ㅇ LAS 순환자원으로부터 리튬 이온을 선택적으로 추출하여 리튬 또는 리튬화합물

형태로 회수하는 고효율 전기화학공정 기술개발- 리튬 이온에 대한 투과선택도가 높은 전해질 등 핵심소재 개발과 이를 적용한 전기화학공정 기술개발을 통해 폐 LAS로부터 상온에서 고순도의 리튬금속 및 리튬화합물을 회수할 수 있는 기술

ㅇ 폐 LAS 로부터 리튬 추출하는 전기화학공정을 적용하기 위한 전처리 공정 기술 - 전기화학 공정 셀에 유입을 쉽게 하고 리튬 회수를 용이하게 하는 과정으로 전기화학 공정시스템의 리튬 회수 효율을 높이기 위해 최적화된 조건의 원료 전처리 단계

ㅇ 전처리된 LAS 분말로부터 고효율 전기화학적 추출을 통한 고순도의 리튬 금속 회수 기술

- 리튬이온만을 선택적으로 이동시킬 수 있는 전해질을 적용하여, 불순물이 포함되지않은 고순도의 리튬을 회수

ㅇ 반응성이 높은 리튬 금속 추출 대신, 상온에서 안정하고 다루기 용이한 탄산리튬등의 리튬화합물 생산기술 * LAS는 의료, 우주항공등의 다양한 산업분야에 응용되며, 세계에서 생산된 리튬의 30%의 비중을 차지함

□ 개발결과의 활용방안 ㅇ 새로운 리튬 자원 대체재로서 LAS 활용

- 독과점으로 운영되고 있는 리튬 원료 시장의 특성, 리튬의 수요증가로 인한 리튬의 공급부족 등을 해결하기 위한 새로운 리튬 자원의 대상으로 LAS 활용

ㅇ LAS로부터 추출한 리튬을 국내 시장에 공급함으로써 리튬 자원 부재국가의 리튬 원료 확보에 기여

- 리튬 자원을 추출하고 재활용하는 기술이 전무한 시점에서 확보한 기술 및 시작품을 리튬 산업에 공급함으로써 국내 리튬 제련산업의 경쟁력을 제고

- 본 기술을 통해 확보한 리튬 자원을 국내 IT 산업분야에 안정적으로 공급하여 내수시장 활성화

ㅇ 고체전해질 소재를 개선하고 및 제작공정을 개발함으로써 배터리 산업에 고체전해질 요소 기술 제공

- 고체전해질을 적용한 안전한 배터리에 대한 수요가 급증하고 있는 시점에서 배터리 산업에 대면적 고체전해질 제작 기술을 제공하여 시장성 향상에 기여

Page 5: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

- 고체전해질 소재에 대한 연구 개발을 통해 특성을 개선함으로써, 전도성이 우수하고 장기 구동에 안정적인 고체전해질 요소 기술을 시장에 제공하여 고체전해질의 상용화를 앞당김

2. 국내외 기술 동향

ㅇ LAS로부터 습식화학공정을 통해 리튬 및 유가금속을 선택적으로 회수하여 리튬화합물을 제조하고, 또한 상온 전기화학공정을 통해 리튬소재를 개발하는 연구는 전무

ㅇ 원광 및 염호로부터 리튬회수공정 - Talison, Albemarle, FMC, SQM 등 주요 리튬 화합물 제조사의 원광 및 염호로 부터 리튬을 탄산리튬으로 제조하는 공정은 있으나 회수율이 낮음

- 원광, 염호로부터 탄산리튬 회수공정은 하소공정, 황산화공정, 침출공정, 향류 침강 공정, 침전공정, 불순물 제어공정, 증류공정, 건조 공정 등 복잡한 공정으로 구성

ㅇ 전기화학적 리튬의 선택적 추출 시스템에서 리튬 선택성 전해질 막은 필수적이나현재 고체 전해질 막은 전량 수입에 의존하고 있음

- 현재 일본 OHARA 사에서 리튬 이온 선택적 분리가 가능한 고체전해질을 판매하고 있으나, melting quenching 법이라는 고비용 합성법을 이용하여 고체 전해질을 제조하기 때문에 공법적 비용이 높음

- 전기화학적 리튬 추출 시스템을 위해, 국내에서 자체적으로 제작이 필수적이며,저렴한 가격으로 공급 및 대량생산 할 수 있는 인프라 마련이 중요함

ㅇ 국내외 고체전해질 연구 동향- 최근에는 이차전지 소재 업체 및 셀 제조업체등이 전해질 고체막 전지 개발을 시작으로 관련 연구가 지속적으로 증가하고 있으나, 국내 전해질 고체 전지막 및 고체전해질 관련 전문 인력은 매우 부족

- 전해질 고체막 전지 기술은 일본이 독보적으로 세계 최고 수준 기술 보유- 미국의 경우, 에너지성 (Department of Energy, DOE) 주도의 대규모 프로젝트를 통해 고에너지밀도 고안전성 차세대전지 연구를 진행하고 있으며, 특히 장기 연구 과제로서는 리튬 금속을 적용한 전지를 주 타겟으로 선정

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성 ㅇ 리튬의 부존자원 편재성과 주요 제조사의 독과점으로 인하여 새로운 원광 등

부존자원 확보보다 순환자원을 통해 리튬자원을 확보함이 요구됨 ㅇ 리튬의 사용량은 전기자동차의 수요증가로 인해 증가하고 가격도 매년 상승하고

있으므로 리튬의 회수 기술이 관심을 받고 있으며 새로운 리튬 자원인 LAS로부터 리튬 회수/제조 공정개발을 개발하는 것이 시급함

ㅇ 리튬 선택적 추출 기술의 필요성- 현재 리튬 원료를 확보하기 위한 과정은 복잡하여, 원료를 확보하는데 비용과 시간이 많이 소요됨

- 리튬원료를 전기화학적 공정만으로 간단하게 확보할 수 있으며, 산 등 유해 화합물들을 사용하지 않고, 친환경적으로 리튬을 추출 할 수 있는 기술이 요구됨

ㅇ 고성능 고체전해질 개발의 필요성- 리튬이차전지의 발화 및 폭발의 핵심은 가연성 유기 액체 전해액 사용에

있으며, 이를 대체할 수 있는 근본적인 대책이 필요한 상황임

- 전고체전지 구성의 핵심은 기존의 가연성 액체전해질을 불연성 고체전해질로 대체 및 이를 통해 대용량 리튬이차전지 불안 요소인 안전성 문제를 해결하면서 동시에 고에너지밀도 확보가 가능한 차세대 이차전지의 대안으로 부상

□ 경제적 지원필요성ㅇ Global xEV시장은 연평균 25%성장하여, 2020년에는 8백만 대, 2025년 22.1백만

대로 성장할 것으로 전망하고 있으며, 따라서 리튬의 수요는 2017년 8.6천톤에서 2020년 43.4천톤, 2025년 178천톤으로 21배 성장할 것으로 보임

ㅇ 우리나라는 전량 탄산리튬 수입국가로서 2017년 20,755톤의 탄산리튬을 수입하였으며 이는 전 세계적으로 중국 다음으로 2번째로 많은 양임

ㅇ 리튬 자원의 경제적 국내 순환- 우리나라는 리튬을 전량 수입에 의존, 국외 리튬 가격 변동률에 크게 영향을 받기 때문에 주요 화합물인 리튬 확보가 어려워짐

- 국내에서 리튬 자원이 순환된다면 국외 가격 변동에 영향을 받지 않고 저렴한 값으로 리튬 자원을 확보할 수 있으며, 이로 인해 현 우리나라의 세계적인 리튬이온전지 시장의 경쟁력 유지 가능

□ 정부/정책적 지원필요성ㅇ 리튬은 IT 및 노트북의 소형 전자장비의 전원으로도 사용될 뿐만 아니라 대형

전자장비의 전원인 전기자동차의 전원으로도 사용되고 있음 ㅇ 4차 산업의 대응을 위해 IT 산업의 에너지원으로 사용되는 리튬을 회수하는

것은 국가적으로 중요한 일임 ㅇ 광물자원공사가 선정한 핵심 5대 광물 인 리튬 원료의 확보는 국가적 차원에서

중요한 문제이므로 리튬 원료 재활용 기술은 정부지원이 필요함ㅇ 국가의 미래 자원 확보를 위한 기술 개발이기 때문에, 기술 개발 초기 발생하는

위험부담은 민간이 직접 투자하기는 어려움이 있기 때문에 정책적으로 국가에서 지원이 필요함

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도: 6개월, 2차년도: 12개월, 3차년도: 12개월, 4차년도: 12개월)ㅇ 정부출연금 : ‘19년 5억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)ㅇ 주관기관 : 제한없음(수요/공급기업으로 중견기업 이상 기업참여 권장)ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

Page 6: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-화학공정소재-일반-품목-03 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 고분자재료 정밀생산기계

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회 □ 규제개선

품목명

미세발포 기반 3D 프린팅용 무황변 열가소성 폴리우레탄 원천소재 및 공정기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 3D 프린팅 공정에 적용 가능한 (미세)발포 열가소성 폴리우레탄 원천소재기술

개발 및 첨단제조 산업품목 적용 공정기술 개발

- 고속-결정성 무황변 열가소성 폴리우레탄(TPU) 소재기술

- (미세) 발포배율 조절기술: 개발소재 및 목표산업에 따른 물성 조절 기술 연계

- 개발된 소재를 출력할 수 있는 3D 프린팅 장비 및 공정조건 설계기술** 3D 프린팅 방식 및 장비에 제한을 두지 않으며 (ex. 광경화, 재료압출, 하이브리드 등),개발되는 3D 프린팅용 (미세) 발포 우레탄 소재기술 및 목표시장에 적절한 장비, 공정기술,공정설계기술 개발 혹은 최적화 방안 제시 필수

- 3D 프린팅과 화학반응(발포) 시뮬레이션을 결합한 소재 및 이를 통한 고감성

3D 공정설계 및 부품생산 원천기술 구축

- 3D 프린팅 공정에 적용하는 1액형 우레탄 소재기술

- 개발된 소재를 적용할 수 있는 산업을 선정하고, 구체적인 산업 적용 방안을

연계하여 품목 제시

□ 개발결과의 활용방안

ㅇ 국가 기간 제조산업 활용 및 첨단 제조산업으로의 전환 (소재 및 공정)

ㅇ In-situ 신발소재 적용: 3D 프린터로 직조공정을 일원화하여 고부가 신발 제조

- 나이키의 경우 3D 프린터를 이용한 양산 검토 중. 현재 1명의 인원이 하루

20족을 생산, 3D 프린터의 경우 1족 생산. 3D 프린터를 20대 설치할 경우

생산량은 동일, 설치 대수를 늘리면 생산성 증가

ㅇ 고감성/다이나믹 자동차 인테리어 소재, 고성능 흡·차음재

ㅇ 자동차 기어노브 및 인스트루먼트 패널용 스킨 부품 적용

ㅇ 교량, 건축자재뿐만 아니라 고무 등의 기존 탄성소재 대체

ㅇ 스포츠웨어, 각종 가구, 접착재료 등의 소재부품

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 국내 기술의 수준 및 시장동향- 전반적인 3D 프린팅 기술은 도입기로 글로벌 시장에서의 경쟁력은 낮은 편.

산업용 FDM 기반 하이브리드 기술은 빠른 속도로 기술력이 향상- 폴리우레탄 소재 및 발포 폼 관련된 기술은 범용적인 수준이지만, 3D 프린팅용

고기능 소재 기술 분야는 상대적으로 미흡 (PU폼과는 다른 가교발포 형태)- 시뮬레이션 요소 기술의 경우, 발포 폼 성형기술은 세계적으로 경쟁력이

있으나 열 및 광경화 연계형 시뮬레이션 요소 기술의 심화 연구 필요

ㅇ 국외 기술의 수준 및 시장 동향- 3D 프린팅 기술 중 폴리머 기반 AM 기술은 주로 소비재 중심이며, 산업재

분야에서는 대형화, 고속화를 위한 장비기술 중심으로 첨단소재기술 개발은 부족 - 열 및 광경화성 고분자 소재의 개발 및 적용을 통해 기존시장 및 신시장 규모

확장에 힘쓰고 있는 상황임 - 소비자 니즈를 반영한 다변화된 부품, 모듈 등 제품 제작을 지원하는

시뮬레이션-3D 프린팅 연계기술 및 통합 서비스 프로그램 개발은 전무

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성ㅇ 산업 및 개인 소비자의 다양하고 복잡한 제품 제작 니즈를 실시간으로

반영하고, 이러한 요구에 맞춘 혁신소재 및 첨단생산라인 구축으로 제품의 개발 주기를 최대한 단축하고 개별 용도별 제품 생산이 가능한 새로운 첨단소재 및 생산 플랫폼 구축이 반드시 요구

ㅇ (미세)발포용 고속-결정성 무황변 TPU를 포함한 고분자 기반의 3D 프린팅 소재 및 공정-예측 연계시스템 연구는 국외 3D 프린터 제조사 중심으로 극히 일부 진행되는 상황으로 차후 빠른 속도의 3D 시스템, 공정 및 소재 시장의 종속이 우려는 현실임

□ 경제적 지원필요성ㅇ 생활친화 소재부품뿐만 아니라 국가 기간산업에도 다양하게 활용될 수 있어

경제적 기여 효과가 매우 큰 분야로 개인 벤처 창업과 신 일자리 창출이 가능ㅇ 기존 시행착오를 통한 반복적 제품 설계가 아닌 체계적 예측기술을 통한 품질

향상, 개발기간 단축으로 신제품 아이디어를 보다 쉽게 제품화하고 사업화하는 신소재와 신공정 기술은 새로운 패러다임의 산업생태계 조성 및 신시장 창출

□ 정부/정책적 지원필요성ㅇ 글로벌 경쟁력 확보를 위해 산, 학, 연 및 국내 3D 프린터 제조사의 협력 및

지원하의 장기 연구 및 장비-시뮬-소재 연계요구로 정부지원 선행이 꼭 필요ㅇ 국내 제조 산업의 약한 고리인 상품개발-소량시장 대응기술의 공백을 메워,

4차 산업혁명의 첨단 제조 산업분야의 경쟁력을 강화하는 혁신기술로 활용

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도: 6개월, 2차년도: 12개월, 3차년도: 12개월, 4차년도: 12개월)ㅇ 정부출연금 : ’19년 5억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

Page 7: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-화학공정소재-일반-품목-04 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 화학제품 디스플레이

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명다양한 형상구현이 가능한 열성형 전극 소재 및 공정기술 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)1. 개념 및 정의

□ 개념ㅇ 전도성 네트워크 전사를 통하여 다양한 플라스틱 기재에 투명전극을 구현할 수

있는 기술로서 모든 형태의 전기, 전자제품에 전극을 형성할 수 있는 기술임 ㅇ 투명전극은 가시광선에 대해 투명하고, 전기전도성이 있는 박막으로서 모바일

기기의 터치패널이나 태양전지, OLED 조명, OLED 디스플레이 등의 폭넓은 분야에 사용되고 있음

ㅇ 최근, 4차 산업혁명 도래에 따른 신개념 IoT 제품, 미래자동차 전장부품 및 개인 맞춤형 디바이스 제품 구현을 위하여 다양한 형상의 전기, 전자제품용 투명전극 개발에 대한 요구가 커지고 있으며, 이를 달성할 수 있는 정보전자 소재 및 부품 개발이 활발히 이루어지고 있음

ㅇ 이를 위해 전도성 소재 및 투명 전사레진/조성물을 개발하고 전사 및 열성형공정기술을 이용하여 다양한 플라스틱 기재에 다양한 형상을 구현할 수 있는 전극을 개발하는 차세대 산업기술임

□ 개발결과의 활용방안ㅇ 다양한 Form Factor의 디자인 적용이 가능하여 자동차 전장부품, 센서, IoT

제품, 디스플레이 및 개인 맞춤형 전자 디바이스 제품 등에 활용 가능- 자동차 운전자들의 편의성 및 심미성 확대 요구에 따른 미래 자동차 전장부품에 대한 요구가 커지고 있음 * 폴리카보네이트 기반 IoT제품 등

ㅇ 전사 및 열성형 가공공정을 이용하여 여러가지 기재에 투명전극 구현이 가능하여 고급 소비재, 의료용품, 산업용품 시장 등에 진입 가능

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표 단위 달성목표1 전사레진 투과도 % 90% 이상 (ASTM D1003)

2 열성형 후 신뢰성 % 85℃ / 85%RH 면저항 변화 ±10% 이하(ASTM D991)

3 전극 전사후 면저항변화 % 면저항 변화 ±10% 이하 (ASTM D991)

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 국내에서는 전사 전극에 대한 연구사례는 있으나, 전사용 수지개발을 위한 연구가 아닌 시험용 소자개발을 위한 기술적 가능성을 파악하는 수준의

공정개발 사례였고, 상용화 수준의 전사전극 및 이에 적용이 가능한 고신뢰성 전사수지 소재개발은 아직 없음

- 투명전극 전사기술은 미세금속배선을 함몰하여 투명전극을 구현하는 기술을 국내에서 개발한 적은 있으나, 상용화 수준의 신뢰성 기술이 개발되지 않았고,원가경쟁력이 부족하여 상업화되지 않았음

ㅇ 해외에서는 주로 유럽 및 미국에서 개발 중이며, 美 Cima NanoTech 社는 전사기술을 개발하였으나 레진 개발에 어려움이 있어 상업화에 실패하였음.다국적 기업인 Sabic社의 경우 폴리카보네이트에 전도성을 부여하고자 CimaNanoTech社와 공동으로 연구하였으나 성공하지 못함

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성ㅇ IoT 제품, 스마트 및 웨어러블 개인 맞춤형 전자 디바이스 제품, 지능형 자동차

전장부품, 센서 등 유비쿼터스 시대의 도래와 함께 향후 4차 산업혁명 시대와도 맞물려 공간적, 시간적 제약을 초월한 다양한 Form Factor를 구현할 수 있는 전기전자 제품 출현과 이에 맞는 전극 기술에 대한 수요가 증가할 것으로 예상되며 이를 구현할 수 있는 소재 및 공정기술 확보가 필요함

ㅇ 현재까지 투명전극 구현이 불가능했던 ABS, PC, PMMA 등의 플라스틱 소재에 전도성을 부여할 수 있으며, 전자부품을 성형과 동시에 기능을 부여할 수 있는 확장성이 매우 높은 산업 핵심기술임* IoT 관련 소재에 와이파이 안테나와 같은 멀티기능 임베딩 가능

□ 경제적 지원필요성ㅇ 투명전극 세계시장규모는 2020년 58억달러 이상으로 예측되며, 다양한 형태의

투명전극 형성기술이 핵심기술로 대두될 것으로 예상됨ㅇ 美 다우社 또는 Sabic社 등 세계적 플라스틱 제조업체가 기술이전에 관심을

보일 것으로 기대ㅇ 소재 및 공정기술 개발을 통한 지재권 확보를 통해 로열티 수입 예상

□ 정부/정책적 지원필요성ㅇ 전도성 소재 및 전사레진 기술, 전사 및 열성형 공정기술 등의 여러 기술이

융합되어야 하고 이를 위해 상당 기간의 연구개발 투자가 필요하여 국내 민간기업 단독으로 개발하기에는 어려운 융합기술임

ㅇ 다양한 Form Factor를 요구하는 4차 산업혁명 기반 수요기술 임을 감안하면 우리나라 중소․중견기업의 선제적/독점적 기술개발을 위한 정부차원의 정책적인 지원이 필요함

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도: 6개월, 2차년도: 12개월, 3차년도: 12개월, 4차년도: 12개월)ㅇ 정부출연금 : ‘19년 5억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

Page 8: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-화학공정소재-일반-품목-05 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 ■ 원천기술 □ 혁신제품 화학공정

융합유형 □ 신산업창출형 □ 산업고도화형 ■ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 ■ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명6탄당으로부터 아디픽산 제조를 위한 친환경 촉매 공정 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 5단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 6탄당 원료로부터 아디픽산 제조용 친환경 촉매 기술 - 저가 6탄당 활용 아디픽산 제조 촉매 기술- 저가 금속 기반 아디픽산 제조 촉매 기술 (Pt, Pd, Re 미사용)- 경제적인 바이오-아디픽산 제조 기술 (아디픽산 수율 > 70%@10 wt.% hexose)- 친환경 촉매 기술 (촉매 회수 및 재사용 가능 공정)

□ 개발결과의 활용방안

ㅇ 바이오-아디픽산 제조 실증 및 상용플랜트 건설 (연 4만톤)*ㅇ 국내 바이오-Nylon-66 소재 생산 기반 확보 (연 8만톤)*ㅇ 자동차 부품 적용을 통한 친환경 이미지 극대화 및 해외 매출 증대* 현대기아차 연간 판매량: 8백만대, 대당 나일론 10 kg, 아디픽산 5 kg 적용 시- 아디픽산 생산량 = 5 kg/대 X 8,000,000대 = 40,000,000 kg (4만톤 수준)

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표 단위 달성목표

16탄당 유래 아디픽산 제조 수율 (6탄당 농도 10

wt.% 이상 및 Pt, Pd, Re 촉매 미사용 기준)% 70 이상

2 아디픽산 생산량 g/batch 0.5 이상

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 국외 기술 동향- Rennovia에서 글루코스로부터 Pt 촉매를 이용하여 산화반응을 통해 Glucaric

Acid를 제조하고, 수소화반응을 통해 아디픽산을 제조하는 2단계 촉매 공정을 발표하였으나, 아디픽산 수율이 60% 수준으로 낮고 HBr 사용에 따라 공정이 환경 친화적이지 않은 한계가 있음

- 생물공학 기술을 보유한 회사에서 기초 제조법을 개발 중이나, 공정 안정성 및 분리 비용이 높아 상용화 공정 개발 가능성이 낮음

ㅇ국내 기술 동향- 아디픽산 단량체를 이용한 나일론 4 및 나일론 6 고분자 중합 기술 연구

- 갈락토스 및 글루코스로부터 아디픽산 합성을 위한 균일계 촉매 기술 기반 기초 연구 진행 중이나 분리 비용이 크고 스케일업에 한계가 있음.

- 바이오기술을 활용하여 당 및 바이오오일 유래 아디픽산 생산 기술 연구 수행

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성ㅇ 석유계 아디픽산은 해외 글로벌 화학사들이 독점하는 사업인 관계로, 국내

아디픽산 및 나일론-6,6 산업의 구조는 해외 업체 의존형임ㅇ 국내 완성차 업체는 해외 완성차 업체들과 친환경차 개발 및 친환경 부품

소재 개발에 치열한 경쟁 중ㅇ 나일론-66 레진은 차량용 엔진 및 샤시계 부품으로 사용량이 많은 중요한

소재이나, 최근 유가 급등으로 인한 소재가 상승으로 인하여 완성차 업체 및 부품사의 경영환경이 매우 악화되고 있음

ㅇ 국내에서 식물자원 유래 바이오-아디픽산의 제조 기술의 개발을 통해 국내 신산업 전개 및 해외 기술 수출의 핵심기술을 확보

ㅇ 향후 5년내 국내 독자적인 바이오-아디픽산 개발이 이루어지지 않으면, 해외 업체들에 기술적으로 종속되는 어려운 상황이 전개될 수 있음

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 아디픽산은 나일론, 폴리우레탄, 가소제, PVC, 의약품 첨가제 등으로 다양하게 사용되며, 전세계적으로 연간 2500만톤 생산 중

ㅇ 아디픽산으로 생산되는 나일론-6 및 6,6의 세계 시장은 연평균 6.1% 성장하여 2025년에 약 413억달러 규모에 달할 것으로 전망

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 바이오-아디픽산 제조 기술 개발은 선진국에서도 활발한 R&D 투자에도 불구하고 아직까지 상용화 공정을 미확보한 상태로, 민간 주도로 R&D를 수행하기에는 Risk가 크며, 정부 주도로 관련 기술을 개발 후 시장을 활성화할 필요가 있음

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 30개월 이내(1차년도: 6개월, 2차년도: 12개월, 3차년도: 12개월)ㅇ 정부출연금 : ‘19년 0.5억원 이내(총 정부출연금 2.5억원 이내)ㅇ 주관기관 : 비영리기관ㅇ 기술료 징수여부 : 비징수 ㅇ 특이사항 : 1차년도에 복수기관을 선정(2개, 각 0.5억원 이내)하며, 2차년도 상대평

가를 통해 계속지원 과제 1개 선정 후 최종 개발까지 지원

Page 9: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-화학공정소재-일반-품목-06 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 정밀화학 디스플레이

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명플렉시블 전장 및 전자 모듈용 고기능성 점ž접착 소재 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 ㅇ 미래형 자동차 전장 및 플렉시블 전자 모듈을 위한 내굴곡 특성 및 신뢰성을

갖는 고기능성 점ž접착소재 기술 개발- 굴곡면을 갖는 미래차 전장 및 플렉시블 전자모듈용 내반발성 점ž접착 소재 - 수축 및 연신 특성, 반복 굽힘에 대한 내구성을 지닌 점탄성 소재 - 다양한 IoT 기기의 계면 특성 이종소재 간 굴곡부 접합용 소재 기술

□ 개발결과의 활용방안 ㅇ 미래형 자동차용 터치 및 디스플레이 등 전자 모듈의 굴곡형 내장부품 적용

- 터치모듈 일체형 도어트림, 헤드라이너, 콘솔박스, 스티어링 휠 등- 디스플레이 일체형 칵핏모듈, 플렉시블 CID(Center Information Display) 등ㅇ 플렉시블 전자기기용 및 전자모듈 등의 이종 소재 간 접합용 적용

- 플렉시블 IoT기기, 웨어러블 스마트 기기, 디지털 사이니지(Digital Signage),스마트 센서 등

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표 단위 달성목표

1 내반발성(@상온)** _ 72 시간 내 들뜸 없을 것*

2 내열성(@105℃) 시간 500*

3 저장 탄성률 MPa 0.5 이하 (ASTM E2254-18)

*국내 수요 업체 요구 사항**내반발성: 강성이 있는 부재를 양면 점·접착 소재를 통하여 곡면 등에 접합하였을 때에 발생하는 부재의반발력에 대하여 접합면(접착면)이 저항하는 특성

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 최근 점ž접착소재 시장은 IT분야를 비롯하여 미래형 자동차 전장부품,스마트가전 등 다양한 분야에 확대되고 있으며, 다양한 기능과 특성을 동시에 가진 소재 및 굴곡형 부품 접합을 요구하고 있음

ㅇ 점ž접착소재를 활용한 일체형 모듈 개발이 IT, 자동차 등 전 산업에 걸쳐 확대되고 있으며, 일체형 모듈의 디자인 자유도 확대로 인한 점ž접착소재의 내구성, 내굴곡 특성, 광학 특성 등에 대한 요구가 커지고 있음

ㅇ 디스플레이 산업에서도 큰 부분을 차지하고 있으며, 보다 넓은 화면과 굴곡형

디자인, 슬림, 경량화에 대한 요구에 따른 점ž접착소재의 필요성 및 적용이 커지고 있음

ㅇ 차세대 모바일 기기를 위한 플렉서블한 형태의 배터리는 안전성에 대한 이슈가 더욱 증가되고 있으며, 충분한 안전성 확보를 위해서 셀파우치 필름의 이종 소재 간 접착력과 내굴곡성, 연신율을 높여줄 수 있는 고기능성 점ž접착 소재 기술에 대한 관심이 높아지고 있음

ㅇ 미래형 자동차 개발에 있어서 내장부품과 전장부품이 결합된 부품이 필수가 되고 있으며, 이를 위한 디스플레이 및 터치모듈의 일체형 내장부품 개발이 활발히 이루어지고 있음

- 시인성 확보 및 높은 내구성, 디자인 자유도 확보, 이종소재 점ž접합 등의 다양한 요구 특성에 맞는 점ž접착 소재의 개발이 요구되고 있음 * 일체형 CID(Center information display), 디지털 일체형 Cluster(계기판) 등

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 4차 산업혁명 도래로 다양한 IoT제품을 위한 정밀제어 접착소재 수요 증가- 제품 및 부품의 요구 물성에 따라 다양한 경화온도, 접착물성에 대한 제어 및 성능 확보를 위한 기술 개발이 시급 * 편광판, 터치패널, 플렉시블 디스플레이, LCD 액정 및 OLED 봉지층, 리튬폴리머 전지셀파우치 등

ㅇ 기능성 점ž접착소재는 해외 선진사 제품에 의존적으로 사용되고 있으므로 국산화를 위한 기술개발이 필요함

- 가능성 점ž접착소재 기술에서의 직접적인 기술 대응이 부족해 기술개발에 있어 장벽으로 작용

- 특히 플렉시블 전장 및 전자 모듈 개발이 진행됨에 따라 유연성, 내굴곡성,연신율이 우수한 이종 소재 부착용 점ž접착 소재에 대한 정밀제어 기술 확보가 요구됨

□ 경제적 지원필요성ㅇ 기능성 점ž접착 소재는 플렉서블 모듈 및 전장 모듈 일체형 부품 개발에 있어

필수적인 소재로 IT 및 자동차 등 전 산업에 걸쳐 시장성장 기대효과가 큼 ㅇ 현재 수입의존도 100%인 점ž접착소재의 국산화를 통해 전장 및 전자 부품

시장에서의 가격경쟁력 확보 및 국내 기술 대응 가능 ㅇ 자동차 내장부품의 터치모듈 및 디스플레이 일체화 관련 기술 개발이 이루어

지고 있으며, 이에 따른 고내구성, 내굴곡성 등의 기능성 점착 소재에 대한 수요가 점차 증가하고 있음(차량용 디스플레이 시장은 매년 10% 성장세)

- ICT 기술의 융합가속화 및 전장화로 인해 전장 일체형 내장 부품이 점점 확대되고 있는 추세

□ 정부/정책적 지원필요성ㅇ정밀화학기반의 고부가가치 기능성 화학소재 기술로, 국가주력산업의 고부가화가

가능하고 미래형 전기자율주행차의 신성장 동력의 글로벌 경쟁력 향상* 산업기술 R&BD 전략(‘19년 R&BD 전략) 中 스마트 정보전자소재, 수송기기용 미래소재

Page 10: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내(1차년도 : 6개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월, 4차년도 : 12개월)ㅇ 정부출연금 : ‘19년 5억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)ㅇ 주관기관 : 중소ž중견 기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-지정-07 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 소성가공/분말 자동차/철도차량

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회 □ 규제개선

과제명초고강도 차체부품 혼류 생산을 위한 유연롤포밍 공정기술개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

ㅇ 롤포밍 공법은 연속적인 동일 단면을 가지는 부품의 성형에 매우 유리하나, 공정의

유연성이 상대적으로 부족함.

- 롤포밍 공법은 연속적인 공정특성 상, 프레스 공법 대비 높은 생산성을 가지나,

단면형상 변화에 대응이 어려움.

- 또한, 상대적으로 많은 성형단수가 요구되며, 이에 따른 높은 금형 비용 요구

- 동일라인의 혼용생산에 따른 금형 교체 및 공정조건 set-up에 많은 시간과 노력이

요구되어, 라인가동률 저하의 주요 원인임.

- 라인 가동률 제고 및 설비투자비 감소를 통한 차체부품사의 경쟁력 제고를 위해,

롤포밍 공정의 유연화 요구.

ㅇ 유연롤포밍 기술은 다양한 소재강도, 제품 폭 및 두께의 차체부품을 단일 롤포밍

라인으로 혼류 생산하는 성형기술임.

- 주로 롤포밍공법을 활용하여 제조되는 Bumper beam, Sill-side, Seat-rail 등의

차체부품은 유사한 단면형상을 가지면서, 차종별로 소재강도, 두께 및 폭, 높이,

굽힘반경 등의 형상이 조금씩 변화하는 특징을 가짐

- 차종에 따른 강도 및 형상 변화에 금형교체를 최소화하면서 유연하게 대응할

수 있는 롤포밍시스템의 개발을 통해 혼류/혼용생산 구현

- 품질·공정 모니터링 및 실시간 공정제어 등의 롤포밍 시스템의 지능화를 통해,

혼용생산에 따른 공정조건 set-up 시간 단축, 불량률 감소 및 품질 향상 구현

- 유연롤포밍 시스템 및 지능화 기술을 개발을 통해, 단일 설비로 다수의 부품을

혼용 생산함으로써, 설비 투자비 감소 및 가동률 극대화 구현 가능.

2. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표

ㅇ 인장강도 1.7GPa이상 차체부품용 혼류생산을 위한 폭 변화 ±55mm 대응 유연롤포밍 공정기술 개발

Page 11: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

ㅇ 정량적 목표

핵심 기술/제품 성능지표 단위 달성목표국내최고수준

세계최고수준(보유국, 기업/기관명)

1 소재 인장강도 GPa 1.7 1.21.5

(스웨덴, ORTIC)

2 소재 두께 유연성1) mm ±0.2+0-0.1

±0.2(스웨덴, ORTIC)

3 제품 폭 유연성2) mm ±55 ±15±55

(스웨덴, ORTIC)

4 실시간 성형품 3D측정정밀도 mm ±0.015mm -

±0.015mm(독일, DATA M)

5 성형라인 가동율 향상3) % 15% - -

1) 기존 롤포밍 범퍼빔 기준: 인장강도 1.7GPa, 소재 두께 1.2t

2) 기존 롤포밍 범퍼빔 기준: 인장강도 1.7GPa, 제품 폭 100mm

3) 기존 롤포밍 라인의 월 가동율 대비 개발 롤포밍 라인의 가동율 향상도를 평가하며, 혼류 생산부품수 4개 및 10시간/일의 가동시간을 기준으로 평가

□ 개발 내용

ㅇ 롤포밍 공정 조건 및 성형품질 실시간 측정기술 개발 - 소재 두께, 강도 및 공정조건 측정시스템 설계 및 제작 - 성형 품질 및 형상 모니터링 시스템 설계 및 제작

ㅇ 소재 및 제품 형상 변화 대응 롤포밍 공정설계 기술 확보 - 소재 강도, 두께 및 제품 폭, 굽힘반경 변화에 따른 공정설계 DB 구축 - 공정조건에 따른 성형품질 예측 기술 개발

ㅇ 소재 및 제품 형상변화 대응 유연 롤포밍 공정시스템 개발 - 소재 및 제품 형상 변화 대응 공정제어 알고리즘 구축 - 제품 폭 및 굽힘반경 대응 서보제어 롤스탠드 설계 및 제작 - 실시간 모니터링 시스템 및 공정제어시스템 통합화

ㅇ 글로벌 완성차기업 납품을 위한 시제품 검증 및 평가 - 충돌/구조해석을 통한 범퍼빔 설계 - 시제품 제작을 통한 부품화 기술 실증 - 부품 충돌시험을 통한 성능 검증

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

핵심 기술요소 최종단계 생산수준 또는 결과물 시험평가 환경

1롤포밍 공정 및 품질모니터링 기술

7롤포밍 공정 및 품질모니터링 시스템

현장평가

2 유연 롤포밍 공정 기술 7 유연 롤포밍 공정시스템 현장평가

3. 국내외 기술 동향

□ 국내 기술 동향

ㅇ 국내 S사는 곡률이 변화하는 제품의 성형이 가능한 가변곡률 롤포밍 시스템 개발을 통하여 차체부품 상용화에 성공하였으나, 낮은 생산성 및 높은 설비 투자비 발생

ㅇ 또한, 소재 두께변화에 기계적인 방식으로 대응 가능한 롤포밍 성형시스템을 개발, 가변두께를 가지는 파이프 제조기술 확보하였으나 두께가 변화하는 차체부품의 제조에는 적용된 바 없음.

ㅇ 실시간 공정/품질 모니터링을 결합하여 소재 두께/단면폭/단변변화에 대응 가능한 롤포밍 성형시스템을 개발한 사례는 없음.

□ 국외 기술 동향

ㅇ 독일의 DATA M사, 스웨덴의 ORTIC사, 미국의 Shape사 등은 가변곡률/가변단면의 제조가 가능한 3D 롤포밍을 개발한 바 있으나, 기존 롤포밍 라인대비 과도한 가격과 떨어지는 생산성으로 그 적용이 제한되고 있음.

ㅇ 특히, 독일의 DATA M사는 가변단면을 가지는 롤포밍 차체부품을 제조하기 위해, 4축으로 자유롭게 구동이 가능한 서보제어 롤스탠드를 제작, 상용차용 차체부품 제조에 적용 중.

- 기존의 3D roll-forming 설비의 단점이 낮은 생산성(롤스탠드의 반복 이동을 통한 부품 성형)을 개선하고자, 다수의 서보제어 롤스탠드로 구성된 롤포밍 시스템 개발

4. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 경량화를 위한 차체부품 고강도화에 따라, 품질 확보를 위한 초기개발 비용/시간 및 불량에 따른 생산성 저하/금형 수정비용이 크게 증가하여 대응 기술개발 시급

- 1GPa급 이상 초고강도강 적용에 따른 스프링백 및 파단 증가로 초기 제품 개발 단계에서 금형 수정/교체 비용 및 개발 시간 증가

- 불량 발생 시 원인 해결이 작업자의 노하우 및 수작업에 의해 진행됨에 따라, 생산 라인 가동률 저하 심각

- 초기 개발 비용/시간 저감 및 효과적인 불량제어를 위한 롤포밍 공정시스템의 지능화 및 생산성 향상 방안 필요.

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 전기 및 자율주행 자동차 시장이 확대되고, 기존 내연기관 자동차 시장의 경쟁이 심화됨에 따라, 경량 차체부품의 가격/품질 경쟁력 확보가 차체부품사의 핵심 목표임

- 국내 차체 부품사는 중국 기업과는 가격면에서, 독일, 일본 등의 선진 기업들과는 품질면에서 열위로, 글로벌 시장 진출에 어려움을 겪고 있음.

- 국내 완성차 업체의 해외시장 진출에 동반하는 형태의 시장 확대 전략은 국내 완성차 업체의 경쟁력 저하 등의 이유로 한계에 직면한 상황으로, 글로벌 완성차 업체에 직접 납품을 위한 전략 필요.

ㅇ 글로벌 시장 진출을 위해서 차체부품의 생산단가 절감 및 품질향상이 필수적이나, 차량경량화를 위한 소재의 고강도화 및 난성형성 경량합금 적용에 따라, 성형난이도가 증가한 차체부품을 저렴한 가격에 생산하기 위한 원천기술이 요구됨.

Page 12: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 국내 차체부품사의 높은 완성차 업체 의존도는, 완성차 업체의 글로벌 경쟁력 저하에 따른 매출 감소 등의 위기에 동시에 노출되는 상황 초래

ㅇ 전기 및 자율주행 자동차 등의 차세대 자동차에서는 부품사의 기술 경쟁력이 점차적으로 매우 중요해짐에 따라, 국내 자동차 산업의 경쟁력 제고를 위해, 국내 차체부품사의 독자적인 경쟁력 제고가 매우 중요한 시점임.

ㅇ 글로벌 완성차 업체와 자국의 부품사들간의 공고한 관계를 극복하기 위해서는 선진 부품사들 보다 높은 품질/가격 경쟁력 및 신뢰도를 확보하여야 하며, 이를 단기간에 이루기 위해 정부의 지원이 필요.

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안 ㅇ 차체부품의 혼류생산을 통한 글로벌 차체부품 시장 진출 - 적용 차체부품: bumper beam, Sill side, door impact beam

□ 기술적 기대효과

ㅇ 수요산업에서 필요로 하는 차체부품 제조기술의 고도화 및 지능화 달성 ㅇ 국내 차체부품 롤포밍 성형기술의 선진국과 격차 해소 ㅇ 개발 기술을 바탕으로 타 뿌리기술의 고도화 및 지능화 확산

□ 경제적 기대효과

ㅇ 글로벌 시장 진출을 기반으로 뿌리기업의 시장 확대를 통하여 향후 뿌리기술 지속가능성 확보

- 혼류생산을 통한 생산성 향상 및 설비 투자비 감소로 신규시장 진입장벽 해소

□ 기타 사회․문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 국내 차체부품 업체의 글로벌 매출 증대에 따른 신규 고용 창출 기대 - 신규 연구/생산 분야의 양질의 일자리 창출 및 우수 인력 확보를 통한 중소/중견

기업의 인력난 해소 가능

□ 규제개선 요구사항(규제개선 과제 해당되는 경우) ㅇ 해당사항 없음

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도 : 6개월, 2~4차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 6억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소․중견기업

* 영리기업은 뿌리기술 전문기업에 한하여 주관 및 참여기관으로 참여가능

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

ㅇ 기타 : 글로벌 진출 R&D시범사업으로 글로벌 수요기업의 구매의향서 제출 필수

* 글로벌 수요기업(자동차) : Volkswagen, Toyota Motors, Daimler, General Motors, Ford Motor,

Honda Motor, SAIC Motor, BMW Group, NISSAN Motor, Dongfeng Motor, Hyundai Motor, Kia Motor

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-지정-08 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 주조/용접 자동차/철도차량

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D ■ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회 □ 규제개선

과제명Multi-material 적용 10속 자동변속기 모듈 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

ㅇ (개념) 연비규제 강화에 대응하여 10속 자동변속기를 개발함에 있어서 전체 철강재 부품 조립에서 알루미늄과 철강재 부품 조립구조를 통한 경량화를 달성하고 기존 8속 → 10속 증가에 따른 부품수 증가에도 불구하고 총 조립중량 동등이하의 경량 변속기 부품 및 자동변속기 모듈 개발

2. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표

ㅇ 알루미늄 및 철강재료 혼합 적용을 통한 8속 자동변속기 중량의 동일이하 10속 차량자동변속기 핵심부품 생산기술개발

ㅇ 정량적 목표

핵심 기술/제품 성능지표 단위 달성목표국내최고수준

세계최고수준(보유국, 기업/기관명)

1 10속 변속기 중량1) kg 131 이하 없음 미국 / Ford2 부품 비틀림 내구수명 cycle 500,000 없음 일본 / Aisin3 부품 진원도 mm/mm 0.1 이하 없음 미국 / GM Ford4 기어 스플라인 정밀도 - JIS B - 1702 6급 없음 미국 / GM Ford5 알루미늄 부품 표면 경도 Hv 135 없음 미국 / GM Ford6 알루미늄 용접부 기공 mm 1 이하 없음 일본 / Aisin7 이종재 접합강도 MPa 170 없음 일본 / Aisin

1) 기준 중량은 3000CC급 H사(현대자동차) G차종(제네시스)의 8속 변속기의 중량으로 10속 변속기총중량이 8속 변속기에 비해 2단 부품이 늘어남에도 불구하고 8속 변속기의 중량의 동등 혹은그 이하가 될수 있도록 경량화 해야함을 의미함

□ 개발 내용

ㅇ 알루미늄 및 철강재료 혼합 적용 10속 변속기 부품 설계 ㅇ 알루미늄 구동부품 플로우 포밍기술 개발 ㅇ 알루미늄 구동부품 열간단조 성형기술 개발 ㅇ 알루미늄 구동부품 초저변형 레이저 용접기술 개발 ㅇ 알루미늄-철강재료 이종재료 기계적 접합기술 개발 ㅇ 알루미늄 표면 고경도 열/표면처리기술 개발 ㅇ 글로벌 완성차기업 납품을 위한 검증 및 평가

Page 13: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

핵심 기술요소 최종단계 생산수준 또는 결과물 시험평가 환경

1 치형 정밀도 6 캐리어부품 시작품0.1 mm/mm 칫수 오차

JIS B 1702 (기어정밀도표준)

2 알루미늄 표면/열 처리표면 경도 6 135 HV 이상 마이크로 비커스

경도 시험

3 알루미늄 레이저용접부 파단위치 6 레이저 용접시험편 모재파단 KS B 0833

4 경량화 수준 7 8속 변속기 중량과 동일혹은 그 이하 수준

조립부품 중량평가

5 비틀림 피로강도 7 각 시작품 비틀림 피로수명500,000회

각 부품 전용비틀림 시험기

3. 국내외 기술 동향

□ 국내 기술동향 ㅇ 현대기아자동차는 2017년 제네시스 및 모하비 모델에 8속 자동변속기 양산 - 모든 구성부품을 철강재료를 적용하여 중량과 체적의 증가(출력 효율 감소) - 변속기 고단화에 따른 무게 증가에 대한 부담으로, 8속 자동변속기 이후, 9속

및 10속 변속기 개발이 사실상 답보 상태임 ㅇ 최근까지 고강도 철강재료 적용을 통한 경량화가 최고 연구 개발 이슈였음 - 300MPa(4속 변속기)에서 400~600MPa(6&8속 변속기)으로 소재 고강도화 - 800MPa급 소재는 난성형성, 두께 감소에 의한 좌굴문제 등으로 경량화 한계 □ 국외 기술동향 ㅇ TOYOTA는 2016년 세계 최초 10속 변속기 개발완료, 렉서스 모델에 적용 양산중.

연비 15% 개선 ㅇ HONDA 자동차는 어코드, 뉴 오딧세이 모델에 10단 자동변속기 양산중 ㅇ FORD자동차는 GM과 공동으로 10속 자동변속기를 개발완료, F-150 모델에 양산 적용 성공 ㅇ 벤츠 자동차는 S, E, C 클래스 모델에 9속 자동변속기 탑재 ㅇ 고강도강 적용 다음 단계로 해외 메이커에서는 알루미늄 구동부품에 대한 연구가

활발히 진행되어 알루미늄 모듈적용 고단(10속) 변속기를 속속 출시하였음

4. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성 ㅇ 파워트레인은 자동차의 구동력 전달을 담당하는 부품으로 자동차 주행 성능과

연비에 가장 영향을 많이 미치는 부분으로 엔진과 함께 자동차 핵심부품임 - 경량화를 통한 자동차 연비향상, 다단화를 통한 가속성 및 정숙성 향상 필요 ㅇ 변속기 성능 중 정숙성은 부품의 조립과정에서의 기어 치차의 정밀도와 초저변형

용접기술에 의존. 따라서 정밀 성형기술과 정밀 용접기술의 개발이 그 핵심임 ㅇ 국내 변속기 중소 중견기업의 경우 알루미늄 판재의 특수성형(플로루 포밍 및

열간단조성형)을 위한 전산해석기술이나 성형공정기술을 보유하고 있지 못함. - 알루미늄 초저변형 용접기술은 국내에서 조차 전문가가 거의 없는 상황임 ㅇ 본 10속 자동 변속기는 알루미늄의 소재 적용과 철강재료와의 혼합 조립에 따라

부품 설계에서 생산공정기술 개발 및 성능시험평가에 이르기까지 단일 기업이 개발하기에는 전문가 및 전문기술의 확보가 없는 상태이므로 대학 및 연구기관과의 협동연구개발이 필수적임

□ 경제적 지원필요성 ㅇ 2020년대 세계 각국의 연비규제가 이제 현실적으로 눈 앞에 와 있음. 현재의 8속

자동변속기의 연비 수준은 각국의 연비규제 한계치에 매우 부족한 상태임 - 현재의 국내 자동차 8속 변속기의 수준으로는 수출이 불가능할 것으로 예상 ㅇ 최근 국내 완성자동차사의 어려움으로 중소중견 부품기업은 새로운 시장개척이

절실히 요구되는 상황임 - 자동변속기 시장 역시 10속 변속기라는 새로운 거대시장의 블루오션임 - 선진 글로벌 완성차사들은 변속기를 자체 생산하는 경우도 있으나, Aisin 이나

ZF 와 같은 글로벌 변속기 업체와 긴밀한 협동연구를 통해 개발 및 양산화를 진행하는 경우가 많음

ㅇ 알루미늄을 적용한 경량 및 고효율 10속 자동변속기의 개발은 선진 글로벌 완성차에서도 지속적으로 요구하고 있는 제품으로 신시장 개척에 큰 기여가 가능함

□ 정부/정책적 지원필요성 ㅇ 최근 자동차 미세먼지로 인한 대기오염이 극에 달하고 있음. 따라서 10속 변속기와

같은 고연비 자동변속기의 시급한 개발을 통한 배기가스의 저감에 정부의 전폭적 지원이 필요함

ㅇ 경량 10속 자동변속기는 국내 자동차 부품산업의 글로벌 진출을 위한 강력한 기술임. 세계 주요 자동차사의 현지 진출을 위한 정부의 지원이 절실함

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안 ㅇ 알루미늄 및 철강재료 혼합 경량 10속 자동변속기는 국내 및 글로벌 자동차사의

파워트레인 부품에 활용 ㅇ 건설장비 및 농기계 등의 기타 기계장치의 자동변속기에의 적용도 가능 □ 기술적 기대효과

ㅇ 연비 15% 개선, 배기가스 혁신적 저감이 가능한 8속 자동변속기의 무게와 같은 10속 자동변속기의 생산기술 확보

ㅇ 향후 보다 더 경량화 가능한 신소재 적용 자동변속기 기술개발 교두보 확보 □ 경제적 기대효과

ㅇ 국내 부품 제조사의 해외 완성차 메이커와의 거래 확대를 통한 매출증대 및 시장 다각화 ㅇ 국내 완성차 경쟁력 강화를 통한, 해외 매출 신장 ㅇ 미세먼지 배출 저감에 따른 국가 환경처리 비용 대폭 절감 □ 기타 사회․문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 미세먼지 배출 저감에 따른 국민 삶의 질 대폭 개선

6. 지원기간/예산/추진체계 ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도 : 6개월, 2~4차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 6억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소․중견기업 * 영리기업은 뿌리기술 전문기업에 한하여 주관 및 참여기관으로 참여가능

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

ㅇ 기타 : 글로벌 진출 R&D시범사업으로 글로벌 수요기업의 구매의향서 제출 필수

* 글로벌 수요기업(자동차) : Volkswagen, Toyota Motors, Daimler, General Motors, Ford Motor,Honda Motor, SAIC Motor, BMW Group, NISSAN Motor, Dongfeng Motor, Hyundai Motor, Kia Motor

Page 14: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-지정-09 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 주조/용접 자동차/철도차량

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회 □ 규제개선

과제명전기차 파워분배모듈의 고신뢰성 접합기술 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 정의

ㅇ 본 기술은 전기차 적용을 위한 전력분배모듈에 필요한 부품 성형 및 접합기술로 내연기관에 비하여 높아진 전력분배 복잡도와 자동차의 가혹 운용환경을 대응하고, 동시에 생산성, 비용절감을 고려한 고집적, 고강건성 전력분배 모듈의 접합 제조 기술임

- 가혹운영 환경(고온고습, 고전압, 고진동)에서 운영되는 전력분배모듈의 접합부신뢰성과 동시에 접합공정 생산성을 만족시키는 신접합기술 개발

2. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표

ㅇ 전기차용 파워분배모듈 체결접합기술 및 고전압 발열대응 솔더접합 기술 개발 - 삽입력 20N이상 고속 고생산성 터미널 체결접합기술 개발 - 가혹운영환경에서 내구신뢰성을 갖는 솔더 접합기술 개발

ㅇ 정량적 목표

핵심 기술/제품 성능지표 단위 달성목표국내최고

수준세계최고수준

(보유국, 기업/기관명)

1체결부품 삽입력1)

(보드레벨)N 20 15

20(미국/Aptiv)

2체결부품 삽발력2)

(보드레벨)N 18 15

18(미국/Aptiv)

3열충격후 솔더 전단강도3)

저하율 (보드레벨) % 60 50

60(일본/다무라)

4열충격 내구신뢰성4)

(모듈레벨)cycle 1000 800

1000(미국/GM)

5진동 내구신뢰성4)

(모듈레벨)hr 9 6

9(미국/GM)

1) 체결부품 삽입력: 체결단자 삽입에 필요한 누르는 힘의 최소치를 평가하되 PCB 쓰루홀Diameter 1.3 mm, PCB 두께 1.6 mm 기준으로 삽입력 20 N 만족 여부를 평가

2) 체결부품 삽발력: 체결된 단자가 빠지지 않고 고정되어 버틸 수 있는 힘의 최대치를 평가하되PCB 쓰루홀 Diameter 1.3 mm, PCB 두께 1.6 mm 기준으로 삽발력 18 N 만족 여부를 평가

3) 열충격후 솔더전단강도 저하율은 열충격 전후 솔더접합부의 전단강도(MPa)를 측정하되 접합부의 초기 전단강도 대비 열충격 후의 전단강도를 비교하여 저하율로 규정

4) 열충격 내구신뢰성, 진동 내구신뢰성은 모듈/제품 단위의 평가로 신뢰성 평가 후 파워분배모듈의 동작 유무로 평가

□ 개발 내용

ㅇ 파워분배모듈의 무솔더 터미널 체결 접합기술 개발 - 전력분배모듈 터미널 부품의 프레스 금형/성형기술 개발 - 무솔더 체결접합용 부품 및 PCB 표면처리 기술 - 시간당 10,000개 이상 고속 체결접합 공정기술 개발

ㅇ 고신뢰성 파워분배모듈 접합 기술 개발 - 고온대응 솔더합금 및 플럭스 기술 개발 - 신솔더 합금소재 대응 솔더 리플로우 접합공정 기술 개발

ㅇ 파워분배모듈 조립 생산성 향상 기술 개발 - 모듈 장착성 향상을 위한 금형 기구설계 및 제조 기술 개발 ㅇ 완성차 업체 기술인증 수준의 신뢰성 확보 - 설계 및 공정 최적화를 통한 완성차 업체의 요구수준 대응 접합부 신뢰성 확보 - 고온방치 또는 열충격 시험 후 기계적 충격/진동/복합환경 시험 등 연속적인

신뢰성시험을 통한 접합부 내구신뢰성 검증

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

핵심 기술요소 최종단계 생산수준 또는 결과물 시험평가 환경

1 체결 접합기술 8 터미널 접합모듈 시제품 IEC 60352-5

2 고온내구 솔더접합기술 8 터미널 솔더 접합모듈 시제품 HMC ES90000-04

3. 국내외 기술 동향

ㅇ 자동차의 고기능, 편리화로 인하여 전장부품의 사용이 지속 증가하면서 전기차에

적용하기 위한 전력관리, 전력분배 등의 기능을 수행하는 전력분배 모듈형태의

전장부품 개발이 이루어지고 있음

- 르네사스/도요타(일본), 인피니온(독일), 프리스케일(미국) 등의 해외 업체에서

전력반도체 및 전력분배 전장부품의 개발을 선도하고 있음

- 국내에서도 오트론 등에서 기술 개발을 시도하고 있으나 기술적 약세로 인하여

개발 및 시장 진입이 미흡한 상황임

ㅇ 자동차용 전장부품은 디지털 전자부품, 반도체용 소자, 커넥터 등 다양한 부품의

혼재 실장으로 인하여 SMT, IMT, W/Bonding, D/Bonding 등 거의 모든 전자 패

키지용 접합기술이 사용되고 있음.

- 보쉬(독일), 컨티넨탈(독일), 덴소(일본), TWR(미국) 등 해외 선진 기업에서 자동차

전장부품의 기술 및 시장을 선도하고 있으며 글로벌 탑 10 내 국내 기업으로는

현대모비스가 유일함

- 전장부품의 특성상 SMT(표면실장기술)가 큰 비중을 차지하고 있으며, PINK(독일),

야마하(일본), 헬러(독일) 등의 글로벌 기업이 고밀도/고신뢰성 실장 기술을 선도하고 있음

Page 15: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

- 자동차용 전력반도체 모듈 제조 공정은 현재 진공 리플로우를 이용한 대면적

반도체 소자 접합공정과 이를 DBC와 연결하는 W/Bonding 공정이 사용되는데

고출력/고효율에 따라 TLP나 Sintering과 같은 접합기술이 고려되고 있음

- 자동차 전장부품은 모듈간 I/O에 커넥터 및 단자를 이용하는 사례가 많은데 최근

TycoAMP(미국), 한국단자공업(한국) 등 자동차 부품 기업에서는 Press-fit 공법을

이용한 Solderless solution을 적용하기 시작했음

ㅇ 전기차 전장용 고온/고내구성 차세대 접합소재로 고방열 접합소재 및 고신뢰성

솔더소재 등이 개발되고 있음

- 일본, 미국 등 선진국에서는 자동차 전장용 에폭시 기반 고신뢰성 솔더 페이스트를

개발하고 있음

- 또한 접합부 내부 void 감소를 위한 solvent-free 솔더 페이스트가 개발되고 있음

- 국내 K사 등에서는 나노소재를 적용한 고신뢰성 솔더 페이스트를 개발 중임

- 고온대응 접합소재로는 Ag 및 Cu페이스트가 소결접합용으로 개발되고 있으며,

고온솔더 프리폼, TLP등도 후보군으로 고려되고 있으나, 공정온도 및 공정시간이

높아 양산적용을 위한 기술개발이 더 필요함

4. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ SNE 리서치의 전망에 따르면 세계 전기차의 시장은 2020년 약 850만대로 연평균 27.9%의 성장을 나타낼 것으로 예상됨

- 전기차 시장의 확대에 따라 전기차에 필수적으로 사용되는 전력분배 전장부품의 수요도 증가할 것으로 예측되므로 이에 대한 기술 확보가 시급함

ㅇ 해외 선진사들의 경우 글로벌 완성차 업체와 제품 개발에서부터 신뢰성 확보까지 협력 체계를 구축하여 기술 개발을 진행하고 있어 국내에서도 빠른 기술 확보가 필요한 상황임

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 해외의 경우 완성차 업체와의 협력 체계를 통한 공동 개발이 진행 중이나 국내의 전장부품 업체의 경우 인적/물적 인프라가 취약하여 핵심 기술을 개발하는데 애로가 있음

ㅇ 본 기술의 개발될 경우 해외 완성차에 직접 적용이 가능하여 국내 전력분배 모듈 전장부품 업체의 해외 시장 진출을 통한 일자리 창출/수출증대/매출증대의 효과를 거둘 수 있음

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 본 기술은 전장부품의 설계에서 시스템 구현까지 다양한 분야의 기술이 요구되는바 민간 기업 독자적으로 전체 기술 개발을 진행하기에는 애로가 있어 정부 지원을 통한 다양한 관련 기관들의 공동 개발이 이루어져야 함

ㅇ 본 기술은 정부의 중점투자 영역인 5대 신산업군의 전기/자율주행차 산업에 필수적으로 필요한 기술로 국가 전략 기술 개발에 기여할 수 있는 기술임

ㅇ 또한 정부의 13대 혁신성장동력/10대 R&D 투자플랫폼의 자율주행차/신재생에너지

산업 분야에도 응용이 가능한 기술로 본 기술 개발시 국가 주요 핵심 정책 기술 및 산업분야에도 적용이 가능함

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안 ㅇ 본 기술이 개발될 경우 글로벌완성차 업체의 인증 획득을 통한 해외 시장 진출이

가능해짐

□ 기술적 기대효과

ㅇ 본 기술의 전력분배 전장부품 접합기술은 태양광 발전 등의 신재생 에너지 산업분야에서 필요로 하는 전력변환 부품에 적용이 가능하여 타 산업으로의 기술 전파가 가능함

ㅇ 본 기술의 접합 기술은 또한 하나의 수요 분야가 아닌 다양한 전장부품 수요분야에도 적용이 가능하여 향후 다양한 전장부품 분야에서 강건성이 확보된 제품 개발에 응용될 수 있음

□ 경제적 기대효과

ㅇ 본 기술이 개발될 경우 전기차에 적용이 가능한 전력분배 전장부품 제조기술을 국내 기술로 확보함으로써 향후 국내외 완성차 업체 시장 진출 및 수입 대체 효과를 거둘 수 있음

□ 기타 사회․문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 고용량/고신뢰성의 전력분배 전장부품 기술이 적용된 고성능의 전기차 구현이 가능해지므로 다양한 정보와 편의가 제공되는 지능형 자동차를 이용하게 되므로 국민 생활수준 향상에 기여가 가능함

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도: 6개월, 2~4차년도: 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 6억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소․중견기업

* 영리기업은 뿌리기술 전문기업에 한하여 주관 및 참여기관으로 참여가능

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

ㅇ 기타 : 글로벌 진출 R&D시범사업으로 글로벌 수요기업의 구매의향서 제출 필수

* 글로벌 수요기업(자동차) : Volkswagen, Toyota Motors, Daimler, General Motors, Ford Motor,Honda Motor, SAIC Motor, BMW Group, NISSAN Motor, Dongfeng Motor, Hyundai Motor, Kia Motor

Page 16: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-품목-10 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 소성가공/분말 요소부품

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명냉간단조 공정의 생산성 향상을 위한 지능형 정밀단조시스템 개발

(TRL : 3단계 〜 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 ㅇ 지능형 정밀단조시스템은 실시간 센싱기술에 기반하여 금형교체에 의한 dead

time 저감을 통한 생산성 향상이 가능한 금형수명 예지시스템 및 프레스/금형에 가해지는 부하를 실시간 센싱-제어하여 금형수명의 향상이 가능토록 하는 시스템을 의미하며, 냉간단조산업의 스마트제조기술을 현실화할 수 있음

ㅇ 금형수명 통합관리 시스템은 실시간 센싱과 피로수명 기반의 금형수명 예측,

알림, 교체관리를 통합적으로 수행하여 금형파손 및 교체로 인한 손실비용을

저감할 수 있는 스마트 냉간단조 공정 기술개발을 의미함

- 금형소재의 피로파괴 물성 DB 구축, 수명 예측 및 금형설계 기술개발

- 실시간 공정조건 센싱/분석을 통한 금형의 수명 예측/관리시스템

- 센싱된 금형과 실시간으로 가압조건을 변화시킬 수 있는 프레스 제어장치 개발

및 현장적용

- 시험과 해석 연계를 통한 단조금형의 수명예측기법 표준방안 제시

□ 개발결과의 활용방안 ㅇ 냉간단조는 생산속도가 빠르고 소형부품을 정밀하게 제작할 수 있어 자동차

부품(볼트, 체결부품, 동력전달부품, 조향현가부품 등), 전자부품 제조에 폭 넓게 활용되고 있는 생산기술임

ㅇ 실제 현장수요가 높은 금형수명 예지시스템을 통한 생산설비 가동효율을 향상시키고, 나아가 금형부하를 실시간으로 센싱-서보장치로 금형부하를 제어할 수 있는 지능형 정밀단조시스템 개발시 생산성 향상 및 생산원가 절감을 통한 글로벌 가격경쟁력(중국, 일본 등)을 제고할 수 있음

ㅇ 금형수명 관련기술은 단조산업의 공통수요기술에 해당하므로 향후 해당기술의 고도화 및 표준화를 통해 온간/열간단조 및 타 금형산업으로 파급될 수 있음

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표 단위 달성목표

1 생산성 향상 % 20

2 금형수명 예측 정확도 % ±10

3 금형수명 향상 % 10 이상

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 냉간단조 산업 생산비용 중 금형비용은 약 5-15%로 생산라인 합리화를 위해서는 금형에 의한 라인 휴지기간(dead-time)을 최소화 해야 함

ㅇ 자동차 경량/소형화를 위한 고강도 소재적용과 일체화 성형 사례가 증가하면서 금형 하중과 단조 난이도의 증가로 인해 금형수명이 저하되는 기술적 난제로 해외 경쟁사 대비 경쟁력이 저하되고 있으며 일부 연구소/회사에서 금형 수명 예측을 위한 기반기술을 개발하고 있으나 상용화된 금형 수명 예지 시스템 적용 사례는 없음

ㅇ 이에 반해 선진국(일본, 독일)들은 경량화 고강도화에 따른 금형수명 문제 극복을 위해 “스마트제조기술” 개발과 적용을 서두르고 있음

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성 ㅇ 냉간단조용 금형은 일정기간 사용 후 파손 이전에 교체해주여야 하나 조기파손될

경우 파손금형의 제거 및 신규금형 교체를 위해 생산라인을 정지시켜야 하므로

이와 관련된 생산비용 증가가 발생함

ㅇ 따라서, 실시간 센싱을 통한 금형수명 예측/알림/스케쥴러 개발을 통해 금형 조기파손으로 파생되는 생산설비 효율 저하, 재고관리 비용 증가, 작업자 노동 강도 증가, 제조원가 상승 등의 문제해결과 계획생산을 통한 스마트 생산라인 관리/운영이 필요함

□ 경제적 지원필요성 ㅇ 실시간 센싱 기반 스마트 금형 수명예지 기술 개발시 금형교체에 의한 생산성

저하 개선이 가능하며 효율적인 생산 수립 및 제고 관리계획 수립이 가능하여 생산성 제고를 통한 기업경쟁력 향상이 가능

□ 정부/정책적 지원필요성 ㅇ 정밀 금형수명 예측을 위해서는 다양한 조건에 따른 정확한 하중 측정 및 금형

수명 물성 확보가 필요하며 이를 위해서는 장기간에 걸친 기반기술 투자가 필요하여 중소 제조기업이 진행하기에는 부담이 큼

ㅇ 또한 상기기술은 유사 냉간단조 산업에 파급효과가 크고 온/열간 단조 등으로 수평전개가 가능하여 국가 주도의 기술개발이 필수적임

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도: 6개월, 2~4차년도: 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 6억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소․중견기업

* 영리기업은 뿌리기술 전문기업에 한하여 주관 및 참여기관으로 참여가능

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

Page 17: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-품목-11 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 ■ 원천기술 □ 혁신제품 소성가공 요소부품

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 ■ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명사출성형 생산성 향상을 위한 금형표면 급속가열 및 냉각기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 ㅇ 급속가열 및 급속냉각 기술은 고분자 수지 성형 제품의 무결점 성형을 위한

고온 성형법의 일종임. 수지 충전을 위해 금형온도를 고분자 수지의 열변형 온도 이상의 고온조건과 변형이 발생하지 않는 저온조건으로 빠르게 가열·냉각하는 기술

ㅇ 고곡률 및 두께 변화를 갖는 복잡 형상 부품 제조를 위한 금형의 표면부 전체에서 온도 균일도가 확보됨과 동시에 금형표면의 급속 가열/냉각이 가능한 기술 개발

- 불균일 두께 성형품 및 복잡 형상 금형 대응 발열량 제어 기술 개발 - 온도균일도 확보를 위한 급속 가열·냉각 공정해석 기술 개발 - 금형 위치별 온도 모니터링 및 실시간 제어 기술 개발 - 발열량 안정화 및 내구성 향상기술 개발 - 고온 안정성 확보를 위한 정특성 발열 제어 기술 개발 - 급속가열·냉각 금형의 열충격 내구성 향상 기술 개발

□ 개발결과의 활용방안 ㅇ 5대 신산업 분야의 디스플레이, 가전, 전기자동차, 바이오헬스, 반도체 등 플라스틱

부품 제조에 활용 ㅇ 섬유강화 복합소재 부품 고속성형 및 경량소재 열간성형 공정에 적용하여 xEV,

ICE의 초경량 부품에 적용 ㅇ 고속 가열냉각 공정으로 생산성 및 품질향상이 가능한 다양한 생산기술에 확대

적용이 가능함

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 성형품의 품질 및 생산성 향상을 위해 다양한 사출금형의 급속가열·냉각기술이 개발되어 활용되고 있으며, 다양한 가열기법이 시도되고 있음

- 열매체 이용 유무에 따라, 히터를 이용하여 금형을 가열하는 직접 가열기법과 물, 증기, 오일 등의 열매체를 이용하는 간접 가열기법으로 분류됨

- 열전달 메카니즘에 따라, 전기 열저항 가열, dielectric 가열, 열전소자 가열, 대류 열전달 가열, 복사 열전달 가열, 접촉가열 등으로 분류됨

ㅇ 다양한 기법들이 시도되고 있으나, 각 기법의 장단점이 상호 보완적이자 trade off 관계로 혁신적인 개념에 대한 시도가 검토되어야 하는 시점임.

- 현재까지 개발된 온도 제어기술은 형상 난이도가 높은 대부분의 금형에서 온도 균일도 확보가 어렵고 위치별 가열·냉각 성능 편차가 매우 크게 발생함

- 간접가열방식인 스팀방식은 대형 설비가 필요하고 스팀 저장, 공급, 유지 시스템에서 에너지 손실이 매우 높음

- 이를 극복하기 위한 새로운 금형 급속 가열, 냉각 기술적용이 필요함

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원 필요성

ㅇ 사출 성형품의 경박단소화 및 박육화에 대응하기 위한 핵심기술임 ㅇ 금형 내 수지 유동성을 높이기 위한 온도제어 기술로 금형·설비 등 다분야에서

적용중인 기반기술임 - 4차산업혁명의 도래로 수송기기 경량화, 전자기기 감성화 등으로 사출품의 채용이

급격히 증가할 것으로 예상되어 이에 대한 선제적 기술 확보가 필요함

□ 경제적 지원 필요성

ㅇ 대표 수출품목인 사출성형 금형 및 사출 성형품의 고품질 확보와 생산성 향상이 가능한 기술이므로 이에 대한 기술력 향상은 전반적인 정밀생산기계산업의 국가 기술경쟁력 향상에 기여

ㅇ 급속가열 및 냉각 성형기술은 2000년대 소개된 플라스틱 성형기술 중에서 시장에 가장 영향력이 크고 시장 파급 효과가 높음

□ 정부/정책적 지원 필요성

ㅇ 급속 가열 및 냉각 성형 기술은 금형 기술, 금형 재료 기술, 기계 장치 설계 등의 기계·소재 융합 기술로 기술적 장벽이 존재하며, 기계장치산업으로서 지속적인 투자가 기술확보가 이루어져야 한다는 점에서, 민간 중소·중견기업에서 소규모 투자로 기술을 확보하기에는 한계가 있음

- 기술적 장벽을 뛰어넘도록 연구소·대학을 지원하고, 관련 중소·중견기업이 제조기술을 확보할 수 있도록 하는 정책적인 지원이 필요함. 이를 통해 급속 가열·냉각 기술 및 정밀생산기계 산업이 글로벌 경쟁력을 가지도록 정책적으로 유도

ㅇ 5대 신산업 프로젝트 사업화를 위해서는 고품질, 고생산성 제조기술 확보가 필수이며, 이를 실현하기 위한 획기적인 기반기술 개발이 요구됨

ㅇ 세계적인 친환경 정책에 따른 에너지 효율화 정책 및 산업부문 전반에 대한 에너지 효율화 정책에 맞추어 정부지원이 필요함

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도: 6개월, 2~4차년도: 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 12억원 이내(총 정부출연금 42억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(수요/공급기업으로 중견기업 이상 기업참여 권장)* 영리기업은 뿌리기술 전문기업에 한하여 주관 및 참여기관으로 참여가능

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

ㅇ 특이사항 : 1차년도에 복수기관을 선정(2개, 각6억원 이내)하며, 2차년도 상대평가를

통해 계속지원 과제 1개 선정 후 최종 개발까지 지원

Page 18: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-품목-12 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 표면처리기술 신재생에너지

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명

수소연료전지차용 수전해 수소발생장치의 다공성 금속 촉매

표면처리 전극 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 ㅇ 수소연료전지차의 원할한 수소 공급을 위해 수소스테이션 현장에서 직접 수소를

생산할 수 있는 중․소형 수전해 수소발생장치의 양극 및 음극 표면처리 전극개발

ㅇ 고효율 수전해 수소발생장치를 위한 다공성 금속 촉매 표면처리 전극 개발 - 고표면적 다공성 금속 증착 및 제어 기술 - 효율 향상을 위한 합금 설계 및 복합화 표면처리기술 예시) 도금, 코팅, 진공증착 등

- 다공성 금속 촉매 전극이 적용된 수소발생장치 개발 - 다공성 금속 촉매의 대면적 균일 증착을 위한 공정 기술 - 제조 전극의 수소발생장치 적용을 통한 성능평가 및 운전 최적화

□ 개발결과의 활용방안 ㅇ 최근 수소연료전지차가 본격적으로 보급됨에 따라 급증하고 있는 수소충전

인프라에 대한 수요 대응으로서, 현장형 고효율 수소발생장치 활용

- 기존 국내외 수소발생장치 대비 차별성을 확보하기 위한 고효율 촉매 전극 필요

ㅇ 수전해 수소발생장치 전극은 선박평형수 처리, 가성소다 제조, 폐수처리 등의 전기화학공정 전극과 구조적으로 유사하므로 약간의 최적화 과정을 통해 다양한 활용이 가능할 것으로 기대

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표 단위 달성목표

1 금속 표면적 m2/g 30

2 셀전압 V 1.7

3 전압효율 % 75

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 수전해 수소발생 방법으로는 알칼라인형과 고분자전해질(PEM)형이 주로 적용되고 있으며, 효율이나 비용 등의 측면에서 장단점이 서로 달라 형편에 따른 선택이 필요하며, 이에 따라 음극과 양극의 소재나 구조에도 큰 차이가 있음

- (알칼라인형) 음극으로 SUS 집전체에 니켈 합금을 도금 또는 코팅해서 사용하며,

양극으로는 니켈과 코발트 산화물을 코팅해서 사용하고 있음

- (PEM형) 음극으로는 주로 백금 나노입자를, 양극으로는 이리듐과 루테늄 산화물을 고분자 전해질막이나 집전층 표면에 코팅하여 사용하고 있음

ㅇ 국내에서도 수전해 수소발생장치가 상용화되어 수소연료전지차용 수소 스테이션 등에 설치․운영되고 있으며, 전극 기술에 있어서는 선박평형수 처리장치나 염수분해 장치용의 전극 표면처리기술에는 상당히 높은 기술력을 보유하고 있음

ㅇ 세계적으로 수전해 수소발생장치는 이탈리아의 De Nora社, 노르웨이의 Norsk hydro社, 미국의 GE社 등의 제품이 많이 판매되고 있으며, 전극 표면처리기술에 있어서는 이탈리아의 De Nora社 제품이 가장 인정을 받고 있음

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성 ㅇ 최근 수소연료전지차가 본격적으로 보급됨에 따라 급증하고 있는 수소충전 인프라에

대한 수요가 급증하고 있으며, 수소를 생산하는 가장 친환경적이면서도 간편한 방법으로서 수전해 수소발생장치에 대한 관심이 높아지고 있음

ㅇ 수전해 수소발생장치는 전기를 사용하기 때문에 촉매 전극의 효율이 경제성과 직결되는 가장 중요한 요소이므로 보다 경제성 있는 현장형 수소발생장치에 적합한 고효율 촉매 전극 개발 필요

□ 경제적 지원필요성 ㅇ 세계 수소시장 규모는 총 875억 달러 수준이며, 최근 수소연료전지차 상용화에

힘입어 2030년까지 에너지원으로서의 수소 사용량은 15%까지 확대될 것으로 전망되어 3,000억 달러 규모의 시장을 형성할 것으로 예상됨

ㅇ 이미 미국, 일본, 독일 등에서는 수전해 수소발생장치가 설치된 수소 스테이션을 다수 설치·운영하는 등 수소연료전지차의 본격적인 시장 진입에 대비하고 있어 국내에서도 발빠른 투자 시급

□ 정부/정책적 지원필요성 ㅇ 산업통상자원부는 '17년 수소융합얼라이언스 추진단을 창립하고, 수소전기차

보급과 수소충전소 확산에 힘을 모으고 있음

ㅇ 또한, 최근에는 수소산업의 체계적인 육성을 위한 수소경제법 입법 공청회가 개최되고, 혁신성장 관계장관 회의에서 3대 전략투자분야로 선정되는 등 범정부 차원에서의 관심이 집중되고 있음

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도 : 6개월, 2~4차년도: 12개월 )

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 6억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소․중견기업

* 영리기업은 뿌리기술 전문기업에 한하여 주관 및 참여기관으로 참여가능

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

Page 19: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-품목-13 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 주조/용접 자동차/철도차량

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명알루미늄 차체 품질관리를 위한 디지털 점 용접시스템 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 자동차 경량화를 위하여 알루미늄 소재를 사용하는 차체부품 제작시, 조립을 위한 디지털 저항 점 용접 시스템 및 용접품질 스마트 예측기술 개발

- 디지털 저항 점 용접시스템 시스템 개발 * 인버터 제어방식의 점 용접 전원장치, 서보 건(servo gun), 로봇기반 가압력 제어모듈, 전극 드레싱 장치

- 다단가압이 가능한 로봇시스템 구축(6축이상) - 용접품질 스마트 예측기술 개발 * 인공지능(Artificial Intelligence, AI)을 이용한 용접부 전단인장강도, 너겟 사이즈 및 파단 형상 등의

품질을 예측

- 용접품질 스마트 예측을 통한 자동차 차체 부품 시제품 제작

□ 개발결과의 활용방안

ㅇ 경량차체 적용소재인 알루미늄합금에 대한 차체 부품 제조를 위한 디지털 점 용접기 및 품질예측 시스템의 개발을 통하여 차체 제조 생산성 향상과 품질 극대화 도모

ㅇ 개발 기술은 차체 부품 뿐만 아니라 경량 부품산업 분야에 활용될 수 있는 원천 기술로서, 국내 기업의 세계 경량부품 산업 선점에 활용 가능

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표 단위 달성목표

1 용접부 강도 - 모재부 파단

2 전극 수명 연속타점 스티깅(sticking) 발생이 없는 80타점 이상

3 인장강도 예측율 % 90

2. 국내외 기술 동향

ㅇ (해외 기술동향) BMW, BENZ, AUDI 등 글로벌 자동차 OEM의 알루미늄 차체 적용 비율이 연차별 증가 추세

- 1994년 AUDI A8 모델에 알루미늄을 BIW 전체에 적용, 획기적 경량화 달성 - 최근 국내 및 일본, 심지어 중국 자동차 OEM사들도 알루미늄 차체 적용 시작 - EU에서는 BOSCH, HARMS+WENDE, FRONIUS 등 세계 최고의 점 용접전원

기업과 NIMAK, DURING 등 용접 서보건 기업, 그리고 KUKA, ABB 등 로봇 기업의 빠른 대응으로 자동차 산업에 적용중

* BOSCH, HARMS+WENDE, FRONIUS 등은 알루미늄 차체 점 용접을 위하여 전류 60,000A급Full digital 인버터 전원장치를 개발 및 시판중* NIMAK, DURING 등은 전류 60,000A, 가압력 1ton급 C형 및 X형 서보건을 개발하여 공급* KUKA, ABB 등 로봇 기업은 1ton 가압 능력의 로봇 제어기와 가압 드라이브를 개발하여 공급

ㅇ (국내 기술동향) 국내 자동차 OEM 증 H사 가 최근 알루미늄 차체를 양산에 적용하기 시작하였으나, 알루미늄 점 용접시스템은 전량 수입 장비에 의존 중

- 철강용 점 용접전원장치는 일본에서 주요 부품을 수입하여 조립후 공급하거나 일본 완제품을 수입 중. 최근 D기업에서 국산화 성공

- 알루미늄 점 용접시스템은 BOSCH+NIMAK+ABB 컨소시움이나, FRONIUS사의 Delta spot 용접기를 수입 설치하여 알루미늄 양산화 시작 중

* Delta spot 용접기의 경우 대당 2억원, BOSCH+NIMAK 제품의 경우 로봇을 제외하고 1억원/대수준의 고가 장비를 수입하고 있음

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성 ㅇ 자동차 경량화를 위하여 알루미늄 소재 사용이 증가하는 추세이나, 현재 알루미늄

차체 점 용접시 연속타점은 20타점 수준으로 산업계 요구수준인 80타점 이상을 달성하기 위해서는 수만A급 인버터 전력제어기술, 가압 서보건 제어기술 및 인공지능을 이용한 용접품질 예측기술 등의 기술 개발이 시급함

□ 경제적 지원필요성 ㅇ 경량소재 적용 자동차 차체부품 용접시스템 저가 국산화 대체로 자동차 가격

경쟁력 향상 - 외산 용접 시스템은 로봇 포함 2억원/대, 국산화시 1억원/대 가능 ㅇ 경량소재 적용 자동차 차체부품 용접시스템 수입대체 500억원/년 규모* 용접전원+서보건+변압기 연 500대/250억원, 알루미늄 점용접 로봇(6+1축) 500대/250억원

□ 정부/정책적 지원필요성 ㅇ 점 용접시스템을 구성하는 각 모듈의 세계 최고 수준의 플랫폼 개발을 통한

중소기업 성장 지원을 위한 정부 지원 필요 - 용접전원, 변압기, 용접 건, 점 용접 로봇, 점용접 공정기술 등 통합 솔루션 기술

개발은 어느 하나의 기업에서 독자적으로 수행하기가 어려움 ㅇ 본 기술은 단일 자동차 부품사에서 필요한 기술이 아닌 기반 기술 분야로써,

자동차 부품사가 공통의 혜택을 받을 수 있으므로 정부지원의 목적에 부합

□ 규제개선 요구사항 ㅇ 해당사항 없음

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 30개월 이내 (1차년도 : 6개월, 2~3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 6억원 이내(총 정부출연금 25억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소중견기업

* 영리기업은 뿌리기술 전문기업에 한하여 주관 및 참여기관으로 참여가능

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

Page 20: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-품목-14 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 ■ 원천기술 □ 혁신제품 주조/용접 자동차/철도차량

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명

자동차엔진 실린더블록 냉각성능 향상을 위한 이종소재 주조기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 ㅇ FC라이너-Al엔진블록 주조생산기술 개발을 통한 비출력·열전달 특성 성능 및

경량화가 가능한 고효율 엔진 개발 - Al블록-FC라이너 접합특성 극대화를 위한 공정기술 개발 - FC라이너 일체형 Al엔진블록 제조를 위한 중력주조 공정기술 개발 - 계면제어 기반 이종금속 일체화 주조공정 실용화기술 개발 - 비출력·열전달 향상 엔진용 FC라이너 일체형 Al엔진블록 개발 - 엔진블록 단품 동작성능 및 내구성 평가기술 개발

□ 개발결과의 활용방안 ㅇ자동차 및 수송기기 부품 - Al블록-FC라이너 적용가능한 Open/closed 및 Partially open deck GDI엔진블록, CRDI

엔진블록 등의 부품과, 주철/비철 이종소재 적용 가능한 샤시 부품, 동력전달 부품, 제동 부품, 유압 부품의 수송기기 부품

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표 단위 달성목표

1 라이너-블록 계면결합력 MPa >50

2 계면열전달계수 향상* % >30

3 엔진출력(비출력) 향상** kW/L >10

* 순정 Al블록-FC라이너간 열전달계수 기준** 순정 Al블록-FC라이너 엔진 대비

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 국내 기술 개발 동향 - 국내 제조사는 현재 GDI 가솔린 엔진의 경우 주철 라이너를 삽입하고, 다이

캐스팅 공법으로 알루미늄을 주조하는 방식을 채용하고 있으며, CRDI 디젤 엔진의 경우는 Closed Deck 주철 엔진블록 방식을 채용

- 국내외 엔진 모두 주철 라이너를 사용시 우수한 내마모 특성의 장점이 있지만, 알루미늄의 높은 열전도도 대비 1/4수준의 낮은 열전도도로 인하여 낮은 냉각 능력, 열간 변형 등이 문제로 대두되고 있어 주철과 알루미늄의 계면에 요철을 주어 기계적인 접합을 도모하거나, 니켈, 구리의 도금 후 확산접합을 통해

難접합성을 개선하고자 하는 시도가 있었으나, 높은 공정 비용 및 에너지 소모, 복잡 형상 제약 등의 한계가 있음

ㅇ 해외 기술 개발 동향 - BMW, Audi 등의 독일완성차에서는 내마모성이 우수한 Al-Si계 소재를 사용하여

제조한 linerless 엔진블록을 개발하였으나 중자로 인한 느린 냉각속도로 라이너 부분의 초정 실리콘 입자의 크기 분포가 불균일하며, 마모 발생시 주철라이너를 삽입해야 하는 근본적 한계가 있음

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ GDI 엔진 및 CRDI 엔진은 출력이 높고 연료소비가 작아 배기가스/연비규제를 만족하는 저공해 내연자동차, 하이브리드자동차 및 전기자동차의 핵심기술로서 특히 하이브리드의 경우에는 전기구동에서 엔진구동으로 전환시 빠른 엔진의 예열 기술이 필요하며, 주행거리 연장을 위한 전기자동차의 발전용 엔진에서도 쾌속 예열 기술이 글로벌 경쟁력 확보에 반드시 필요함

- 국산 GDI 엔진블록은 Spiny 타입의 주철 라이너를 중자로 삽입 후 고압 진공다이캐스팅을 적용함에도 불구하고 라이너-블록간 박리가 발생되지 않는 기계적 결합은 형성되지만 계면간의 금속결합이 형성되지 않기 때문에 열전달 감소로 인하여 성능 저하, 열변형, 내구수명 단축 등 엔진 품질/결함 논란 겪고 있어 해외 선진사와의 기술격차 해소 필요

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 국내 자동차 산업 생존 위해 브랜드 고급화, 고성능화, 친환경차 상용화 등을 위한 기술개발 노력과 전략적 투자 필요

- 국내 완성차의 국내 자동차 판매량이 지속적으로 감소한 반면 비교적 경기에 둔감한 고급 브랜드 이미지의 독일의 BMW, 다임러, 폭스바겐 등은 큰 폭으로 판매량이 늘며 성장세

- 알루미늄-주철 이종재질간 접합 특성 및 열전달 특성 개선을 통해 엔진의 냉각성능 개선 및 엔진 다운사이징이 가능하리라 예상되며, 저공해 내연차, 플러그인 하이브리드차 등 친환경차 시장을 국내 브랜드가 선도할 수 있는 계기를 제공할 수 있음

□ 정부/정책적 지원필요성 ㅇ 국내 GDI 엔진 및 CRDI 엔진의 품질/결함/연비 논란을 타개하기 위해, 해외 선진

부품 제조사 대비 독자적 R&D 역량이 부족한 국내 자동차 부품 생산 중소/중견기업에 대한 정부 차원 기술개발 지원이 절실함

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 42개월 이내 (1차년도: 6개월, 2~4차년도: 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 6억원 이내(총 정부출연금 35억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(수요/공급기업으로 중견기업 이상 기업참여 권장)* 영리기업은 뿌리기술 전문기업에 한하여 주관 및 참여기관으로 참여가능

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

Page 21: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-품목-15 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 □ 원천기술 ■ 혁신제품 표면처리 금속재료

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명열처리공정 에너지소비효율 향상을 위한 단열재 혹은 지그 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 ㅇ 열처리로, 세라믹 소결로 및 초경 소결로 등 고온 열처리로 단열재 혹은 지그 개발을

통해 산업용 열처리 공정의 에너지 효율을 개선하는 기술 - 미세구조 제어기반 열손실 최소화 단열재 개발 - 열처리공정 에너지 효율 향상을 위한 저열용량 지그 개발 - IoT기반 전력센서 활용 열처리 공정 전력량 모니터링 시스템 개발 - 에너지 저감 다층 구조의 단열재 설계 및 제조 기술개발

□ 개발결과의 활용방안 ㅇ 우수한 단열효과 및 낮은 열용량으로 열처리 산업뿐만 아니라 첨단화학, 반도체

및 건설 산업 등으로 활용가능 - 국내외 열처리장비 및 열처리제품 제조사 그리고 열처리 부재제조사 등으로

보급/확산가능 - 건물의 에너지 절약을 위한 단열재로 건설 산업에서 활용가능하며 그 외 기계설비,

플랜트, 차량, 가전제품 등으로 활용가능

2. 국내외 기술 동향

ㅇ (국외) 산업용 고온 단열재 및 지그의 경우 일본 기업제품이 주를 이루는 가운데 독일과 영국 등 소수의 국가가 기술을 보유 및 생산

- 일본 Across, 도요탄소, Kureha사 등이 페놀수지와 탄소섬유를 기반으로 하는 고온 단열재 기술 보유 및 생산

- 독일의 Schunk와 프랑스의 Mersen이 일본과 유사하나 밀도화 방식에 차별화가 있는 고온단열재 기술 보유 및 생산

- 일본의 혼다자동차, 도요타 등 경량, 고온 및 산화 및 부식 방지 복합재료 기술개발중

ㅇ (국내) 건축산업용 무기단열재 및 고성능 유기단열재 및 복합재료에 대한 연구는 활발히 진행되고 있으나 열처리 고온 단열재 및 지그 활용기술에 대한 연구는 미진함

- KCC, 벽산 등이 암면, 글라스울 단열재 등 무기단열재 생산 - 벽산의 아이소핑크(Isopink), LG하우시스의 PF보드(발포 플라스틱 기재의 친환경

내화성 단열재) 등 유기단열재 생산 - 씨알-텍 및 JMC사는 내화용 탄소분말, 탄소섬유 등 기존 단열재 기술 보유 및

생산하고 있으나 고온 단열재에 대한 연구는 미진한 상태 - 경량 및 저열용량 지그의 이점을 이용해 열처리 공정중 에너지를 저감하는 기술

개발이 이루어지지 않음

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 국내 주력산업의 기반기술인 뿌리기술 중 에너지 소모량이 가장 높은 열처리 공정의 에너지저감형 단열재 및 지그를 개발하여 열처리 공정의 경제성을 향상 시킬 수 있음

ㅇ 에너지저감형 단열재 및 지그 개발은 국내 최초이며 ROI (Return on Investment)가 매우 높은 기술

ㅇ 진공 및 환원열처리로 등 다양한 열처리 장비에 적용하여 에너지저감형 열처리장비 제조 기술 확보 가능

ㅇ 열처리 산업뿐만 아니라 태양전지 산업용 실리콘 단결정 성장로, 항공산업 등 첨단소재 기반기술 확보 가능

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 열처리업체 단열 및 내열 특성 향상을 통한 열처리 공정 사용에너지 절감 기대 - 경량화 다층 단열재 적용을 통해 에너지 효율 향상 ㅇ 에너지피크제로 전기료가 생산원가의 30~40%까지 증가하는 열처리 산업에서

고온 단열재 적용을 통해 열처리로의 열손실을 최소화하여 원가절감 ㅇ 고온 단열재의 수입 대체와 수출을 통해 무역수지 개선 효과 기대

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 그간 관련 기술분야에 대한 정부지원이 미흡하여 에너지저감형 차세대 단열재 및 지그 개발 경쟁력 저하

ㅇ 정부는 에너지 수요관리 R&D 사업 중장기 발전전략(’18.3)을 통해 에너지 효율화를 위한 수요 관리 및 에너지 저감 기술의 혁신적 발전을 요구

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 30개월 이내 (1차년도: 6개월, 2~3차년도: 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 6억원 이내(총 정부출연금 25억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소․중견기업

* 영리기업은 뿌리기술 전문기업에 한하여 주관 및 참여기관으로 참여가능

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

Page 22: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-품목-16 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 ■ 원천기술 □ 혁신제품 주조/용접 자동차/철도차량

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명경량금속소재의 물성향상을 위한 통전 주조 공정 기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 5단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 용탕의 용해 중 혹은 후 저전압·고밀도 전류를 직접 인가하여 통전에 의한 미세조직 제어를 유도하고, 이를 통해 최종 주물에서 요구하는 기계적 물성(강도 향상, 주조결함 제거)을 확보하기 위한 통전 주조 공정 원천기술 개발

ㅇ 인가 전류 조건을 공정변수로 활용하는 새로운 방식의 주조 방법인 통전 주조 공정의 원천기술 확보

- 통전주조를 위한 장비 및 시스템 구축 - 최종 주물의 품질 향상을 위한 강도 및 미세조직 제어기술 개발 - 주물 내 결함제어를 위한 통전주조 공정기술 개발 - 물성 평가를 통한 현장 적용 가능성 확인

□ 개발결과의 활용방안

ㅇ 경량금속소재의 주물이 필수적으로 적용되는 수송산업 분야와 더불어 가공기계 및 금속공작 부품산업 등 전반적인 금속 부품산업 분야에 폭넓게 활용 가능함. 특히, 지속적으로 수요가 증가하는 자동차용 고강도/고품질 경량 부품(하우징, 디스크 등) 생산 공정에서의 활용성이 가장 클 것으로 예상됨

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 저전압·고밀도의 전류를 용탕에 직접 인가하여 주물의 미세조직 및 기계적 물성을 제어하는 개념인 통전 주조 기술은 전 세계적으로 발아단계의 기술로써, 2000년대 이후 미국·중국을 중심으로 연구소 및 대학에서의 연구 보고가 점차 늘어나고 있는 추세임

ㅇ 통전에 의한 주물의 물성 변화 메커니즘 고찰에 대한 연구가 이루어지고 있으나, 현재까지 통전 주조를 적용한 실용화 연구 사례는 보고된 바 없는 것으로 확인됨

ㅇ 국내에서는 해당 기술에 대한 관심도가 증가하고 있으나, 관련 연구 지원이 미미한 실정임

ㅇ 통전 주조에 따른 미세조직 제어 및 물성 향상에 대한 기초 연구와 더불어 공정 기술에 대한 원천 연구가 절실함

ㅇ 글로벌 경쟁력 확보를 위해 산업 적용 가능성 검토를 통한 타겟 부품 구체화 및 공정 기술 이해와 관련된 체계적인 연구가 요구됨

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

ㅇ 현재 세계적으로 시작 단계인 통전 주조에 대한 연구를 통해 기술력 선점 및 실용화를 위한 원천기술 확보가 매우 시급한 실정임

ㅇ 기술수명주기 상 태동기에서 비약기로 넘어가는 선진국과의 기술격차를 초기에 빠르게 극복하기 위해 국내에서의 통전 주조에 대한 연구 개발을 실시하여 기술력 선점 및 실용화를 위한 원천기술 확보가 매우 절실함

ㅇ 미세화제 첨가 등을 활용하여 고강도 제품을 제작하는 기존 기술의 한계를 효과적으로 극복하기 위해 본 연구에서 다루고자 하는 통전 주조 공정을 통한 주물의 물성/조직 제어에 대한 연구 결과 확보가 시급함

□ 경제적 지원필요성

ㅇ 차체 경량화에 대한 요구에 따라 경량금속소재 부품 시장은 지속적으로 확대되고 있으며, 이에 따라 통전 주조 기술 적용 시장도 점차 확대될 것으로 전망됨

ㅇ 예컨대, 경량금속소재 중 알루미늄 소재의 국내 시장규모는 2015년 대비 2020년까지 연평균 약 12% 이상의 성장률이 예상되며, 알루미늄이 적용된 자동차 부품의 70% 이상이 주조 공정을 통해 제조된 주물 제품으로 통전 주조 공정의 활용이 가능한 관련 시장 성장성은 매우 큰 것으로 전망됨

□ 정부/정책적 지원필요성

ㅇ 통전 주조 공정 기술은 기술 태동기에 해당하는 신 공정 기술로 도전적인 연구 주제임

ㅇ 도전적 주제에 대한 체계적 연구를 통해 원천성 확보 및 다수의 기업에서 활용할 수 있는 형태의 연구 결과 공유를 위해, 연구소 혹은 대학에서의 연구 진행이 필요하므로 해당 연구에 대한 정부의 지원이 절실히 요구됨

ㅇ 통전 주조 관련 기술적 파급력은 매우 클 것으로 예상되므로 정부 주도의 연구개발 지원을 통해 조기에 글로벌 기술 경쟁력을 확보하여 관련 시장 선점을 위한 노력이 필수적임

□ 규제개선 요구사항 ㅇ 해당없음

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 30개월 이내 (1차년도: 6개월, 2~3차년도: 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 0.5억원 이내(총 정부출연금 2.5억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 비영리기관

ㅇ 기술료 징수여부 : 비징수

Page 23: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

관리번호 2019-첨단뿌리기술-일반-품목-17 산업기술분류

중분류Ⅰ 중분류Ⅱ

과제성격 ■ 원천기술 □ 혁신제품 표면처리 청정생산

융합유형 □ 신산업창출형 ■ 산업고도화형 □ 해당 없음

해당여부□ 특허연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ 글로벌 R&D □ 초고난도 □ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁 □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명유해물질 대체 표면처리 기술 개발

(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 5단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념 ㅇ 유해물질*을 사용하지 않는 친환경 표면처리 기술 개발 * (예시) 카드뮴, 납, 시안구리, 6가크롬, TCE 등

- 친환경 물질 기반의 도금액 및 세정액 개발 - 친환경 도금액 적용을 위한 도금 공정 조건 최적화 - 친환경 도금 공정 관리를 위한 모니터링 방법 개발 - 친환경 도금 공정 적용 시제품 제작 및 평가 - 유해물질 대체 표면처리 표준공정 제시

□ 개발결과의 활용방안 ㅇ 금형 산업 (플라스틱 금형, 전주 금형, 철강연주용 금형, 고무가공 금형 등) ㅇ 자동차/항공기 (유압용 피스톤, 라디에이터 그릴, 항공기 착륙장치, 엔진블럭 등) ㅇ 장신구/문구류 (안경테, 시계, 엠블럼, 목걸이, 만년필 핀, 압핀/클립류 등) ㅇ 롤 산업 (박판용 냉간 다듬질롤, 강판 및 나염용 엠보싱롤, 도금용 핀치롤 등)

2. 국내외 기술 동향

ㅇ 국내외 특허 동향 - 친환경 표면처리 관련 특허 출원수는 일본(40%)이 가장 높은 점유율을 나타내고

있으며, 뒤를 한국(26%), 미국(25%), 유럽(9%)이 따라가고 있음. 모든 국가에서

기업이 90% 이상을 출원함. (중기청, 특허청)

- 국내 특허의 경우 해외출원인의 비중이 52%로 가장 높고, 그 외 국내 대학/연구소/

공공기관이 12%, 중소기업이 17%, 대기업이 15%, 개인이 4% 수준임. (중기청, 특허청)

- 친환경 표면처리 기술 시장은 미국, 독일, 일본 등 선진 공업국에서 독점하고

있으며 전 세계 시장의 65% 차지 (중소기업 제품 기술지도 구축사업, 2009)

ㅇ 국내외 기술 개발 동향 - KIMS, 대륙금속 등 국내 기관에서는 자동차 부품용 장식 6가크롬을 대체하기

위한 3가크롬 도금액을 개발하고 양산화에 성공함. 서울대 등 몇몇 국내 기관에서 시안 기반 구리, 은 도금액을 대체하기 위한 도금액 개발에 대해 연구를 진행한 바 있음.

- 일본, 미국, 독일, 중국 등 공업 선진국에서는 시안 도금액 (구리, 은, 주석-은 등)을 대체하기 위한 도금액 개발이 지속적으로 진행되고 있음. 보고된 예로는

EDTA (브라질), uracil (중국), pyrrolidine-2,5-dione (일본) 기반의 은 도금액, glycerol (브라질), tartrate (프랑스) 기반의 구리 도금액과 pyrophospate (일본) 기반의 주석-은 도금액 등이 있음.

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성 - 수자원 보존에 대한 요구로 국내*외 환경규제 강화 * 폐수방류 기준(2019): 시안<1 ppm, 6가크롬<0.5 ppm, 구리<3 ppm, 카드뮴<0.1 ppm, 납<0.5 ppm, TCE<0.3 ppm [물환경보전법 34조]

- 자동차 전기장치부품의 경우, 최종도금피막의 유해물질뿐만 아니라 공정에 사용되는 유해화학물질까지 관리대상의 범주에 포함시켜 친환경물질 사용을 권유

- 강화된 환경규제를 고려했을 때, 친환경 도금액 및 표면처리 기술은 업계에서 즉각적으로 현장 반영이 필요한 기술임.

□ 경제적 지원필요성 - 도금기술은 소재/부품의 성능/외관/가치를 결정하는 최종공정기술로서, 본 기술이

적용되는 단계와 공정 성격상 중소기업이 대부분을 차지함. 원천기술이 없는 국내 표면처리 업계에서 친환경 도금 원천 기술 확보에 투자할 수 있는 경제적 여력이 부족함.

- 6개 뿌리기술 중 하나인 도금기술은 전ㆍ후방 국가전략사업을 지원하는 공통기반 기술이므로, 국가산업 전반의 발전과 경쟁력 향상에 기여할 수 있음.

□ 정부/정책적 지원필요성 - 국내*외 표면처리 업계에서는 도금층의 물성, 관리의 용이성 등의 이유로 여전히

시안구리, 납, 카드뮴, TCE 등 유해 물질 기반 도금액과 전처리액 사용 * 항공기/전기자동차 부품: 내식성 확보를 위해 카드뮴 도금 이용

* 전기·전자·자동차 부품용 하지도금을 위해 시안구리 이용

* 알루미늄, 아연다이케스팅, 철소재 표면처리를 위해 TCE 이용

* 유압기·금형·롤·장식 도금을 위해 6가크롬 사용

- 강화되는 환경 규제에 대비하고, 공장의 작업환경 개선, 업계 인식 제고의 효과를 위해 친한경 표면처리액 개발이 요구되나 국내 표면처리 업계의 열악한 환경(고급인력 부족, R&D예산 부족)으로 기술 개발이 지연됨.

- 정부지원 바탕의 산·학·연 협력 연구를 통해 친환경 표면처리에 대한 원천 기술 확보 및 시장 선점 필요

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 30개월 이내 (1차년도: 6개월, 2~3차년도: 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 6억원 이내(총 정부출연금 25억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한없음(수요/공급기업으로 중견기업 이상 기업참여 권장)* 영리기업은 뿌리기술 전문기업에 한하여 주관 및 참여기관으로 참여가능

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

Page 24: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

[첨부2] 산업소재 핵심기술개발사업 신규과제 실무작업반 명단

우선순위

과 제 명실무작업반

성명 소속 직위

1자율주행 인지 대응형 코팅 소재 및공정기술 개발

안재범

백현종

이상호

노루비

부산대학교

한국화학연구원

연구소장

교수

선임연구원

2

LAS(Lithium-Aluminum-Silicate) 순환자원으로부터 리튬/리튬화합물 추출을 위한 전해질 소재 및 전기화학공정 기술개발

박지환

차태민

최재영

엠티아이지 주식회사

포항금속소재산업진흥원

동아대학교

부사장

선임연구원

교수

3미세발포 기반 3D 프린팅용 무황변열가소성 폴리우레탄 원천소재 및 공정기술 개발

이성윤

오정석

공호열

윤범진

에스엔위즈

경상대학교

한국화학연구원

전자부품연구원

대표이사

교수

책임연구원

선임연구원

4다양한 형상구현이 가능한 열성형 전극 소재 및 공정기술 개발

이상필

최 준

오승주

㈜엘앤제이랩

한국생산기술연구원

고려대학교

대표이사

선임연구원

교수

56탄당으로부터 아디픽산 제조를 위한친환경 촉매 공정 개발

홍채환

서영웅

황동원

현대자동차㈜

한양대학교

한국화학연구원

책임연구원

교수

책임연구원

6플렉시블 전장 및 전자 모듈용 고기능성 점ž접착 소재 개발

이현욱

성기진

이승구

자동차부품연구원

니프코코리아

울산대

선임연구원

팀장

교수

7초고강도 차체부품 혼류 생산을 위한유연롤포밍 공정기술개발

최원호박성준임성식

탑아이엔디교통대학교생산기술연구원

실장교수

수석연구원

8Multi-material 적용 10속 자동변속기모듈 개발

추인호박영환강문진

㈜액심부경대학교

한국생산기술연구원

대표교수

수석연구원

9전기차 파워분배모듈의 고신뢰성 접합기술 개발

이영우김경민박세훈

엠케이전자한국산업기술대학교전자부품연구원

팀장교수

책임연구원

10냉간단조 공정의 생산성 향상을 위한지능형 정밀단조시스템 개발

이현철 자동차부품연구원 선임연구원

11사출성형 생산성 향상을 위한 금형표면 급속가열 및 냉각기술 개발

이상의 인하대학교 교수

12수소연료전지차용 수전해 수소발생장치의 다공성 금속 촉매 표면처리 전극 개발

이희철 한국산업기술대학교 교수

13알루미늄 차체 품질관리를 위한 디지털 점 용접시스템 개발

윤병현 충남대학교 교수

14자동차엔진 실린더블록 냉각성능 향상을 위한 이종소재 주조기술

김세훈 자동차부품연구원 선임연구원

15열처리공정 에너지소비효율 향상을위한 단열재 및 지그 개발

김동현 한국생산기술연구원 선임연구원

16경량금속소재의 물성향상을 위한 통전 주조 공정 기술 개발

최동휘 경희대학교 교수

17 유해물질 대체 표면처리 기술 임태호 숭실대학교 교수

[첨부3] 글로벌 진출 R&D시범사업 관련 양식

글로벌 진출 R&D시범사업 관련 양식

해외수요처 및 개발요청 현황

□ 뿌리기업(공급기업) 정보

회 사 명

주 소

담당 부서 담당자명

연 락 처 F A X

E-mail

□ 해외수요처 일반현황

국 가

기업(기관)

현황

기 업(관) 명 홈페이지사업자등록번호 법인번호

주 소업종/주생산품

대표자성 명 전 화

F A X E-mail

해외관련

담당자

성 명 직 책전 화 E-mail

F A X

□ 개발품 현황

제품명 Ex) Flange

제품규격 W) D) H)

주요성능

기 타

2019년 월 일

공급기업명 :

주 소 :

대 표 자 : (인)

Page 25: 2019년도 산업소재 핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문 · 최종 목표 ㅇ 자율주행차용 인지 대응형 코팅 핵심소재 및 공정기술

작성요령

◦제품(부품, 소재)명 : 해외수요처가 개발을 요구하며 서류에 기입한 제품, 부품명을 기입

◦제품규격 : w(가로) x d(세로) x h(높이)를 기본으로 하되 적용이 어려우면 제품 특성에 맞는 규격 기재

◦주요성능 : 정량적 수치를 이용하여 기재 ex)소음(dB), 열(°C), 분진(㎍/㎥) 등

[첨부할 서류]

□ ‘구매의향서’ 혹은 ‘해외수요처의 개발요청 증빙서류’ 제출 필수 : 스캔하여 별도 첨부

◦ 구매의향서 제출시 ①구매예상수량, ②구매 예상액, ③구매기간, ④품목 및 사양,

⑤해외수요처의 담당자 정보(서명날인 또는 기명날인 포함) 등의 항목 포함

◦ 개발요청 증빙서류 제출시 개발계약서(Development Contract), 양해각서(MOU), 견적

요청서(RFQ) 등에 준하는 양식을 제출해야 하며, 개발제품의 규격ㆍ수량ㆍ기능ㆍ가격

요건 등의 항목 포함