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핵심기술
급속 경화형 연속성 탄소섬유 프리프레그 및 복합재 압축 성형 금형

최종목표
급속 경화형 연속성 탄소섬유 프리프레그 개발 및 실차 대면적 Roof를 대상으로 급속 다단승온/유지/냉각 온도 제어가 가능한 압축금형과 개발금형으로 제품제작을 위한 성형 기술을 개발하는 것이 최종 목표임.

- 급속 경화형 프리프레그 및 성형 공정기술 구축
- 급속 경화형 프리프레그의 성형 물성실험 기술 및 DB 구축
- 복합재 압축성형공정 및 차체 부품 요구 성능을 고려한 성형품 동적 해석 기술 개발

핵심기술
급속 경화형 연속성 탄소섬유 프리프레그 및 복합재 압축 성형 금형

최종목표
급속 경화형 연속성 탄소섬유 프리프레그 개발 및 실차 대면적 Roof를 대상으로 급속 다단승온/유지/냉각 온도 제어가 가능한 압축금형과 개발금형으로 제품제작을 위한 성형 기술을 개발하는 것이 최종 목표임.

- 급속 경화형 프리프레그 및 성형 공정기술 구축
- 급속 경화형 프리프레그의 성형 물성실험 기술 및 DB 구축
- 복합재 압축성형공정 및 차체 부품 요구 성능을 고려한 성형품 동적 해석 기술 개발
- 급속 경화형 프리프레그 적층 레벨 구조, 구조특성 예측
- 대면적 복합곡면 금형의 급속 다단승온/유지/냉각 구현 기술 개발 및 금형 제작
- 자동차 복합소재 부품적용을 위한 이종소재 간 접합 공정 개발
- 양산을 고려한 복합재 차체부품 자동화 시스템 설계

개발내용 및 결과
- 대량생산에 적용 가능한 급속 경화형 복합소재(프리프레그)개발
◦ 7min, 14min, 17min. 경화형 프리프레그 수지 개발
◦ 급속 경화가능 탄소/유리 섬유 적용 프리프레그 개발
◦ 급속 경화형 프리프레그 생산공정 최적화
- 급속 다단승온/유지/냉각이 가능한 대면적 금형 개발
◦ 급속 다단승온/유지/냉각 사이클을 구현가능
◦ 7min.이내 대면적 복합재 차체부품 제작가능
◦ 성형품질 향상을 위한 진공 메커니즘 구현
- 급속 경화 프리프레그/금형에 대한 성형 공정기술 구축
◦ 프리폼 공정에 대한 변수 도출 및 최적화
◦ 대면적 차제부품 제작을 위한 압력/온도 최적화
- 급속 경화 프리프레그 대한 공정/기계적 물성 정량화
◦ 프리프레그 기초물성(Inter & Intra ply) 시험 규격화
◦ 프리프레그 기초물성 시험 설비구축
◦ 성형공정 사전예측 동적해석 기술 확보
- 양산화 대비 접합, 자동화 생산 연구
◦ 도장온도를 고려한 이종재질 접합 평가
◦ 양산자동화 생산라인 구성 및 제시

기술개발 배경
환경규제로 인하여 자동차 산업분야에서도 연비 및 배출가스에 대한 제한이 선택사항이 아닌 필수사항으로 전환되고 있음에 따라서 이와 관련된 기술개발이 세계적으로 활발히 진행 중이며, 신소재를 적용한 경량화 기술은 효과적으로 문제를 해결할 수 있는 방법 중 하나임.

해외에서는 이미 경량화를 위하여 복합소재를 도입한 대량 양산 체제를 구축하고 생산을 진행하고 있으나, 국내에서는 대량 양산 도입이 전무한 상태이고, 대량 양산 도입을 위해서는 생산능력을 갖춘 복합 소재 및 금형 기술 등이 필수되어야 하므로 이에 대한 국내 독자 기술개발이 시급한 상황임. 특히 연속성 탄소섬유 소재를 사용하는 압축성형공법(Prepreg compression molding)의 경우 수지 전사 방식(Resin transfer molding) 보다 높은 기준물성 확보에 유리함. 따라서 본 과제에서는 생산능력을 고려하여 급속 경화형 연속성 탄소섬유 프리프레그 소재와 이를 적용하여 차체 부품을 수 분 이내 제작 가능한 압축성형 금형 및 성형기술을 개발하고자 하였음.

핵심개발 기술의 의의
본 과제의 핵심개발기술은 대량생산에 적용 가능한 급속 경화형 연속성 탄소섬유 프리프레그 소재와 성형기술과 금형기술이며 국산화를 하였음. 자동차산업 이외에 경량화를 필요로 하는 전자, 일반산업, 항공산업 분야의 복합재 부품시장에 적용이 가능한 기술로 개발품에 대한 수출도 가능함.

적용 분야
대량 생산과 경량화가 필요한 모든 분야에 적용가능하며, 대표적으로 자동차, 전자, 항공기 부품에 적용 가능함.

(출처 : 최종보고서 초록 4p)