초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
o 개발 목표인 범용, 중성능, 고성능 복합섬유의 물성을 모두 달성하였고 특히, 범용과 중성능 복합섬유는 생산기술개발이 완료되어 장시간 생산 시에도 안정적인 생산조건을 확보하였고 물성 또한 경쟁사 대비 균일하게 유지하였음. 국산 복합섬유를 활용하여 응용제품의 예로 산업용 CFRP Roller 및 LCD 이송용 Robot hand bracket에 적용하여 복합섬유의 원자재 기본 성능평가를 통해 탄성률이 기존 외산소재보다 우수함을 확인 하였고, 이를 실 제품에 적용한 결과 기존 제품 대비 동일한 성능이며 중량감소

Ⅳ. 연구개발결과
o 개발 목표인 범용, 중성능, 고성능 복합섬유의 물성을 모두 달성하였고 특히, 범용과 중성능 복합섬유는 생산기술개발이 완료되어 장시간 생산 시에도 안정적인 생산조건을 확보하였고 물성 또한 경쟁사 대비 균일하게 유지하였음. 국산 복합섬유를 활용하여 응용제품의 예로 산업용 CFRP Roller 및 LCD 이송용 Robot hand bracket에 적용하여 복합섬유의 원자재 기본 성능평가를 통해 탄성률이 기존 외산소재보다 우수함을 확인 하였고, 이를 실 제품에 적용한 결과 기존 제품 대비 동일한 성능이며 중량감소의 효과를 얻어 향후 실 제품에 언제든지 적용 가능한 결과를 확보하였음. 또한, 파열시험의 경우 기존 해외 탄소 섬유 대비 CNG, 수소용기 각각 83%, 89%였고 CNG 압력반복시험의 경우 89%에 달하였음.

o 고성능 고기능 복합섬유 응용 제품 성능 및 신뢰성 평가 기술 개발의 결과로는 탄소판, CFRP roller 등 9종의 시제품에 대해 사용 환경에 따른 개발제품의 신뢰성 평가기술 개발하여 예로 효성 탄소판에 대해서는 : 94년 B₁₀ 수명 at 90% 신뢰수준, 강도유지율 80%, 산업용 CFRP 롤러에 대해서는 효성 롤러가 1,000,000회 피로 무고장 시험의 신뢰성 평가함. 또한, Airlaid 100% 복합섬유 예비성형체(무게 : 360 g/㎡)를 제조하고 보강섬유 함량 : 무게비 8 ~ 16 %인 장복합섬유 부직포 복합재료 개발 및 제조기술 확립함

o 국산 탄소섬유로 제작된 F-15K CCBD, 수직발사대 화염처리장치 복합재 및 추진기관 탄소-탄소 복합재는 모든 성능 시험규격을 만족하였고, 외산 섬유로 제작된 현재 사용되고 있는 제품과 동등이상의 성능을 보여줌. T&E 결과로 국산 섬유는 높은 군적용성을 보이며 외산섬유를 대체할 수 있음.

(출처 : 요약문)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
o This project successfully meets the development objectives to satisfy all specifications of general purpose grade, intermediate, and high performance composite fibers. Particularly, for the general purpose and intermediate grades, the manufacturing technology development are complete

Ⅳ. Results
o This project successfully meets the development objectives to satisfy all specifications of general purpose grade, intermediate, and high performance composite fibers. Particularly, for the general purpose and intermediate grades, the manufacturing technology development are completed, the processing conditions are secured for the long-term manufacturing, and the fiber quality is uniformly high compared with competitors’one. As application examples of the domestic carbon fibers, the domestic carbon fibers are applied for industrial CFRP rollers and LCD transfer robot hand brackets. It is found that the application products have the superior performance to the existing products with the lighter weight due to the superior tensile modulus of domestic carbon fibers. Therefore, the potential and applicability of the carbon fibers are confirmed for the future applications at anytime. Moreover, in comparison with the imported fibers, the CNG and hydrogen tanks show 83% and 89% burst strengths, respectively, and the CNG tank shows 89% ambient pressure cycles.

o As a result of the performance and reliability assessment of CFRP products, the reliability evaluation techniques are developed in accordance with service environment for 9 prototype items (carbon plate, CFRP roller, etc). For example, Hyosung carbon plates are 94 years B₁₀ life at a 90% confidence level and strength retention of 80 % for the 100 years. The Hyosung rollers pass the no fatigue failure test (1,000,000 cycles). In addition, 360 g/㎡ airlaid long carbon fiber nonwoven preforms and their composites manufacturing techniques are developed and established.

o Three different military items including F-15K CCBD, thermal protection composites for a vertical launcher, and nozzle throat CC composites prepared from the domestic carbon fiber are satisfied all of the test specifications or comparable with current components made with imported carbon fiber composites. From the T&E results, it is found that the domestic carbon fiber has high military applicability or capability to replace the imported carbon fiber as well.

(출처 : SUMMARY)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2요 약 문 ... 3S U M M A R Y ... 6목차 ... 10제 1 장 서론 ... 19 1 절. 연구개발 개요 ... 19 2 절. 연구개발 필요성 ... 25 1. 기술적 측면 ... 25 2. 사회적/경제적 측면 ... 26 3. 군사적 측면 ... 30 3 절. 연구개발 범위 및 목적 ... 34 1. 복합섬유 ... 34 2. 복합섬유 응용제품 ... 37 3. 연구개발 최종목표 ... 38 4. 주요확보 목표기술 ... 39 5. 연구개발 개념도 ... 42제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 46 1 절. 국내 기술현황 ... 46 1. 복합섬유 ... 46 2. 복합섬유 응용제품 ... 47 2절. 현 기술상태의 문제점 및 전망 ... 53 3 절. 국외 기술현황 ... 57 1. 지금까지의 연구개발 실적 ... 57 2. Toray사의 복합섬유 제조 기술 분석 ... 63 3. 미래 기술 동향 ... 66 4 절. 기술도입 가능성 ... 72제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 73 1 절. 복합섬유 개발 ... 73 1. 복합섬유개발 이론적 배경 ... 73 2. 복합섬유 개발 연구내용 ... 78 2 절 복합섬유 응용제품 개발 ... 121 1. 산업용 CFRP Roller 제조기술 개발 ... 121 2. LCD Glass 이송용 Robot Hand 제조기술 개발 ... 128 3. 복합재 압력용기 ... 138 3 절 복합섬유 응용제품 신뢰성 평가 ... 182 1. 복합섬유 응용제품 신뢰성 평가 방법 개요 ... 182 2. 건축토목 보강용 탄소판 신뢰성 평가 ... 184 3. 가공송전용 전선 심재용 탄소 케이블 신뢰성 평가 ... 197 4. LCD glass 저장용 카세트 서포트 바(Cassette support bar) ... 203 5. 산업용 CFRP roller 신뢰성 평가 ... 209 6. LCD glass 이송용 로봇핸드 (Robot hand) ... 221 7. LCD glass 이송용 로봇핸드 bracket ... 226 8. 카본 등산 스틱 ... 229 9. 효성 프리프레그의 골프 샤프트 및 클럽 적용시험 ... 232 10. 효성 프리프레그의 자전거 프레임 적용시험 ... 239 4 절 고성능/고기능 복합섬유 및 응용제품의 신뢰성 및 가공성 향상 기술 개발 ... 244 1. 기술 개요 ... 244 2. 장탄소섬유 부직포 섬유예비성형체 및 복합재료 예비실험 ... 245 3. 장탄소섬유 부직포 섬유예비성형체 및 복합재료 공정최적화 ... 247 4. GMT의 후공정 최적화 연구 및 벤치마킹 ... 253 5. Airlaid 부직포 섬유예비성형체 및 복합재료 ... 258 5 절 민수용 응용제품의 모델링 및 유한요소법을 이용한 해석 기술 ... 262 1. 해석 목적 및 개요 ... 262 2. LCD glass 저장용 cassette support bar ... 262 3. 산업용 CFRP roller ... 269 4. LCD 이송용 로봇핸드 ... 272 5. 자동차 시트 프레임 ... 275 6절. 고기능 고성능 복합섬유 군적용성 시험평가 및 실용화 기술개발 ... 278 1. F-15K CCBD 개발 ... 278 2. 발사대 화염처리장치용 내열/내삭마 복합재료 개발 ... 299 3. 유도무기 추진기관용 초고온 CC 복합재료 개발 ... 306제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 310 제 1 절 복합섬유 및 민수용 응용제품 ... 310 1. 연구개발 달성도 요약 ... 310 2. 복합섬유 개발 목표 및 달성도 ... 311 3. 복합섬유 응용제품 달성도 ... 317 제 2 절 민수용 응용제품 신뢰성 평가기술 ... 318 1. 연구개발 달성도 요약 ... 318 2. 민수용 응용제품 개발 목표 및 내용 ... 319 제 3 절 군수용 응용제품 개발 ... 321 1. 연구개발 달성도 요약 ... 321 2. 군수용 응용제품 개발목표 및 내용 ... 321 제 4 절 연구개발 성과에 따른 대외기여도 ... 323 1. 연구개발 성과 ... 323 나. 대외기여도 ... 324제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 327 제 1 절 복합섬유 및 민수용 응용제품 ... 327 제 2 절 민수용 응용제품 신뢰성 평가기술 ... 327 제 3 절 군수용 응용제품 개발 ... 328제 6 장 참고문헌 ... 329끝페이지 ... 331