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중소기업 기술로드맵 조회결과

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친환경 경량화 부품
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

친환경 경량화 부품 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 친환경, 경량화 부품은 각국의 강화되는 환경규제 대응을 위한 연구 분야로, 친환경, 경량 소재 적용을 통한 기존 소재와 동등 수준의 기능성 및 편의성을 구현할 수 있는 소재 부품 기술을 의미함
  • 범위 : 친환경, 경량 소재 부품은 차량의 모든 부품에 적용될 수 있어 자동차 산업의 경쟁력 향상을 위하여 매우 중요하게 연구되는 분야임. 일반적으로 화학소재는 차량의 내외장 부품에 적용되고 있으며 금속소재의 경우는 차체 및 섀시 분야에 적용이 일반적임
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발테마제품분류 관점세부기술
친환경, 경량 의장/편의 부품 PCM 소재
  • 상변위 물질을 이용한 열관리 전용 소재로 적용 가능 캡슐화 등을 통하여, 단열 및 열 콘트롤 기능 부여 배터리 및 실내 부품 적용 관련 기술
무도장/무도금 소재 및 공정기술
  • 도장 및 도금 공정을 배제할 수 있는 친환경 소재 기술 및 필름 적용 기술
  • 고착색이 가능한 화학소재 혹은 필름적용을 통한 표면 감성 특성 향상과 관련된 기술
발포 소재
  • 발포 소재적용 경량 부품 개발
바이오 기반 친환경 소재
  • 바이오기반 고내열 고강도 단량체 제조 및 친환경 축합중합기술, 바이오기반 고내열 고강도 슈퍼 EP 소재 개발 및 의장/편의 부품 성형 기술
투명 소재
  • 투명소재 중합 기술, 부품 사출 공법개발 및 부품 가공기술, 투명 플라스틱 소재의 부품 적용을 위한 성능 및 신뢰성 평가 기술
동종 복합 소재
  • 열가소성 수지 고강성 섬유화 기술, 동종 소재 섬유/수지 복합화 기술, 동종 복합소재 강성 확보 기술
이종 접합 소재
  • 복합소재-금속 이종소재의 고속 접합공정 기술 경량소재 기반 하이브리드 부품 및 고속/저가 접합기술
천연 섬유 소재
  • 천연섬유 장/단섬유화, 분산 및 표면처리 기술, 천연섬유/고분자 펠렛화, 복합소재 부품 기술
샌드위치 및 중공단면 중간재
  • 샌드위치/중공단면 구조 중간재 개발 기술, 샌드위치 중공단면 중간재를 이용한 복합재 단위부품 설계, 해석 기술 및 부품성형기술개발
난연 소재
  • 난연 특성 제어 나노무기필러 기술, 난연성 하이브리드 소재 부품화 기술

[ 공급망 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발테마공급망 관점세부기술
친환경 경량 자동차 부품 차체 부품
  • 금속-화학소재간 혼합적용을 위한 접착소재 및 접합공정 향상기술
열관리 부품
  • 배터리 및 공조관련 부품의 열효율 향상을 위한 고기능성 소재기술 (PCM 소재, 전기 전도성 화학소재 등)
칵핏모듈
  • 발포소재 적용 경량 인스트루먼트 패널, 친환경 바이오 엔지니어링 플라스틱 적용 인스트루먼트 패널
시트모듈
  • 친환경 바이오 폼 적용 시트, 난연성능 향상 소재 적용 시트
오버헤드모듈
  • 천연섬유 강화 소재 적용 경량 발포 헤드라이너, 고강성 내스크래치성 투명 소재 적용 썬루프
프론트앤드모듈
  • 내광/내열특성 향상 고기능 투명소재 적용 해드램프, 스틸-플라스틱 하이브리드 범퍼 빔, 섬유 강화 열가소성 수지 적용 범퍼 커버 및 에너지 업소버
3. 시장현황 및 전망분석
(1) 세계시장

전 세계 일반 내연기관 자동차 적용 고분자 화학소재 시장은 연평균 11.32%의 성장세가 예측되며, 전기차 시장은 이를 상회하여 연평균 27.81%의 성장률이 예측됨

[ 내연기관 자동차 적용 화학소재 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위: 백만달러,%)

자율주행차량의 Lidar 세계 시장규모 및 전
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 7,910 8,806 9,803 10,912 12,148 13,523 11.32

* 출처: Market & Market 2016

(2) 국내시장

국내의 자동차 친환경 경량화 부품 관련 시장의 경우 ‘16년 2조 8,433억 원 규모에서 연평균 10.5%의 성장률로 ‘21년에는 4조 6,841억 원의 시장 규모가 예상됨

(단위: 억원,%)

자동차 친환경 경량화 부품 국내 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
국내시장 28,433 31,418 34,717 38,362 42,390 46,841 10.5

* 출처: 자동차 산업, 후지카메라 총연 (의장/편의 부품의 대부분을 차지하고 있는 자동차-화학시장을 바탕으로 추정)

4.기술분석
(1) 기술개발트렌드

자동차 의장/편의 부품의 대부분은 고분자 소재로 이루어져 있으며, 경량 부품 개발을 위해서는 물성을 향상시키기 위한 소재 및 공정상의 기술개발을 통해 부품의 경량화를 달성 할 수 있음

선진국의 환경규제에 대응하고 차량의 성능 향상을 위해 자동차 경량화 부품소재 개발을 추진하고 있으며, 자동차 경량화 부품소재 기술 확보는 세계화된 자동차 시장에서 수출 비중이 높은 국내 자동차 산업의 보호뿐만 아니라 수출 자동차의 상품성 향상에도 크게 기여할 것으로 전망하고 있음

경량화를 극대화하기 위하여 자동차 각 부품의 요구 물성에 적합한 경량 소재를 적재적소에 적용해야 함. 이를 위해 경량 소재의 선행 물성 해석 기술 및 다종 재료 적용에 따른 접합 기술 개발이 선행되어야 함

자동차 의장.편의 부품의 경량화를 위한 소재 적용의 대부분은 경량 플라스틱 소재 대체 적용 및 개발에 중점을 두고 있음

배터리 열관리 효율을 향상하기 위하여 PCM 소재를 적용한 연구 사례들이 증가하고 있음. PCM 소재가 상변화 할 경우 열을 흡수하게 되는데 이러한 특성은 배터리의 온도 상승속도를 지연시키고 이 경우 배터리 냉각에 들어가는 에너지를 절약할 수 있어 전기차의 효율이 향상 가능함

구조용 접착제는 현재까지는 이종 금속소재간의 접합을 목적으로 상용화 되고 있지만, 금속과 복합소재간의 접합을 위한 연구가 국내외에서 다양하게 추진 중

친환경 소재는 기존 석유계 화학소재의 문제점으로 거론되는 유해화학물질, 내장부품에서의 VOC, 플라스틱 부품의 리사이클 어려움 등의 문제를 해결하기 위해 대체 소재로서의 연구개발이 꾸준히 이어지고 있으며, 자동차에 적용 중인 화학소재의 대부분이 사용되고 있는 내장 부품에서의 적용을 목표로 진행 중임

친환경, 경량 소재의 내,외장 부품 적용

(2) 기술환경 분석

산업통상자원부는 「 제4차 소재부품발전 기본계획 (‘17년~‘21년) 」 을 통해 소재 및 부품 정책을 전주기 기업활동에 있어 4차산업 지원형으로 전환하여 ①4차 산업혁명 관련 신산업 육성, ②주력산업 고도화를 뒷받침 할 수 있는 기본 계획을 수립하여 25년까지 100대 신소재·부품 기술을 개발하기 위한 기본계획 수립

5.핵심요소기술 선정

확정된 핵심요소기술을 대상으로 산·학·연 전문가로 구성된 핵심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

핵심요소기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성(10)을 고려하여 평가

[ 정보제공 시스템 핵심요소기술 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
친환경 내장부품 개발기술 바이오 플라스틱 복합소재 기술 바이오 매트릭스 소재 혹은 바이오 섬유 소재를 활용한 차량용 바이오 컴파짓 가공기술
친환경 바이오 폼 적용 기술 바이오 원료 적용 폼 소재 개발을 통한 친환경 자동차 부품 개발 기술
재활용 가능 내장부품 개발 기술 동종 복합소재, 바이오 소재 등 재활용 가능 복합소재를 적용한 도어트림, 인스트루먼트 판넬 등의 내장 부품 개발 기술
경량부품 소재개발 기술 허니콤/샌드위치 구조 경량 중간재 개발 기술 허니콤 구조의 중간재 개발을 통한 경량 자동차 부품 개발 기술
저 비중 경량 복합소재 개발 기술 유기 강화제, 나노 강화제 등의 활용으로 무기 강화제 함량 저감을 통한 경량 복합소재 배합 개발 기술
구조용 접착 필름 개발 기술 신율 확보를 위한 구조용 접착 필름 제조 기술
편의부품 개발기술 지능형 스마트 시트 기술 운전자의 편안하고 안정적인 승차감을 위해 자동차 시트에 적용할 수 있는 부품 개발 기술
지능형 스마트 칵핏 기술 운전자의 시인성 및 편의성 향상을 위해 자동차 칵핏에 적용할 수 있는 부품 류 개발 기술