초록 ▼

제 1 장 서론
제 1 절 과제의 개요
1. 과제 개요
o 차량의 CO2 배출과 연비 규제가 강화됨에 따라 고성능 및 경량화에 대한 연구개발 경쟁이 전 세계적으로 심화되고 있음.
복합소재기반 진동 저감형 회전부품 경량화 및 차체중량 저감화 필요성이 대두됨.
지능형 자율주행 차량과 지능화기반 전기 자동차의 보급이 급격히 확산될 것으로 예상되며 신기술 구현을 위한 기능성 부품 소재 개발이 필요함.
본 과제에서는 금속기지복합소재(metal matrix composite, MMC)를 개발하고 이를 적용한 고

제 1 장 서론
제 1 절 과제의 개요
1. 과제 개요
o 차량의 CO2 배출과 연비 규제가 강화됨에 따라 고성능 및 경량화에 대한 연구개발 경쟁이 전 세계적으로 심화되고 있음.
복합소재기반 진동 저감형 회전부품 경량화 및 차체중량 저감화 필요성이 대두됨.
지능형 자율주행 차량과 지능화기반 전기 자동차의 보급이 급격히 확산될 것으로 예상되며 신기술 구현을 위한 기능성 부품 소재 개발이 필요함.
본 과제에서는 금속기지복합소재(metal matrix composite, MMC)를 개발하고 이를 적용한 고기능성 차량 부품(피스톤 핀, 브레이크 디스크)을 개발하여 차량 고성능화와 연비규제 대응, 친환경화에 기여하고자 함.

o 고강성-경량 Steel/TiC 피스톤 핀
피스톤 핀은 피스톤 폭발압의 고하중을 지지할 때 강철제 중량물이 고속 왕복 운동하여 관성손실을 유발하는 주요부품으로 인식되고 있음. 극악 조건에서 사용되므로 부품 경량화가 용이하지 않음. Steel/TiC 금속복합소재를 적용하면 경량화, 엔진성능 향상 및 연비저감 등을 동시에 구현할 수 있음.
기존 단조강 피스톤 핀은 형상 중공(hollow)화 또는 다양한 소재(Al/MMC, Si3N4, Ti/MMC, 티타늄 금속간 화합물:Class TiAl, Class)를 적용하여 경량화 하려는 시도가 있었으나 내마모성 및 기계적 특성의 저하, 고가의 제조단가 등의 문제로 실용화가 어려운 실정임.
TiC(Titanium Carbide)를 함유한 공구강계 금속복합재료(Steel/TiC)를 피스톤 핀 소재로 사용함으로써 피스톤 핀과 Counter Balance Weight의 중량을 동시에 감소시키고 고속 왕복동 부품의 관성부하를 감소시킴과 동시에 고탄성화에 의한 내구성 향상을 기대할 수 있음. 또한 소재가 갖는 진동 흡수능에 의해서 엔진의 NVH 특성이 향상될 것으로 기대됨.
당사의 주력기술인 금속기지복합소재를 피스톤 핀에 적용함으로서 경량화, 내마모성 및 강도를 동시에 향상시켜 기존 피스톤 핀의 단점을 개선하고자 함.

o 경량 기능성 Al/SiC 브레이크 디스크
상용 주철 브레이크 디스크와 비교하여 Al/SiC 브레이크 디스크는 중량기준 50%이상 경량화와 고경도 세라믹 강화상이 균일하게 분포하여 내마모 특성이 향상됨. 이는 마모에 의한 디스크 손실이 줄어들어 디스크의 수명 향상이 기대됨.
상용 주철 브레이크 디스크는 장시간 구동되지 않거나 온·습도 등 외부환경에 의해 해서 녹(rust)이 발생하여 제동 안정성이 떨어져 제동거리가 늘어나 사고를 유발할 수 있음. 또한, 브레이크 제동 시 녹과 마모에 의해서 미세번지가 발생함.
Al/SiC 브레이크 디스크는 녹을 방지하는 Anti-rust 브레이크 시스템의 핵심부품으로서 미세먼지나 분진의 감소, 제동 시 마찰소음 감소 및 브레이크 디스크 수명 향상 등을 기대 가능함.
일반적으로 Al/SiC 소재는 주조공정으로 제조하지만 강화상의 분산 불량과 이에 따른 기계적 물성의 불균일성이 발생함. 또한, 주조과정에서 생성되거나 석출되는 취성이 강한 Al4C3상이 형성되어 기계적 물성 저하를 야기함.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 분말야금공정을 이용하여 강화상이 균일하게 분포한 Al/SiC 소재를 낮은 단가로 제조하여 자동차 부품에 적용하고자 함.

(출처 : 본문 : 제 1 장 서론 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 제 1 장 서론 ... 4
• 제 1 절 과제의 개요 ... 4
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 6
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 6
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 7
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 11
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 16
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 16
• 제 3 장 결과 ... 17
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 17
• 1. 기관별 연구개발 추진 일정 ... 17
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 24
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 109
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 119
• 1. 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 119
• 제 3 절 R&D 도전과 배움 ... 122
• 1. R&D 전주기별 경험 ... 122
• 2. 연구개발 중 발생한 파생성과 ... 123
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 126
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 127
• 제 6 절 안전관리 이행 현황 ... 130
• 1. 연구실 안전조치 ... 130
• 제 4 장 사업화 계획 ... 137
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 137
• 제 2 절 사업화 계획 ... 139
• 1. 피스톤 핀 ... 139
• 2. 브레이크 디스크 ... 143
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 146
• 끝페이지 ... 147