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중소기업 기술로드맵 조회결과

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산업·일반기계

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고효율 전기/전기유압 액츄에이터
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

고효율 전기/전기유압 액츄에이터 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 고효율 전기/전기유압 액츄에이터는 유압 액츄에이터의 속도, 방향, 힘을 전기 모터의 속도, 방향, 힘을 통해 제어하는 시스템을 의미하며, 독립된 유압펌프와 탱크, 밸브 블록을 가지는 컴팩트한 제품을 의미
  • 범위 : 고효율 전기/전기유압 액츄에이터의 개발 범위는 기존의 유압 시스템을 대체할 수 있는 독립된 유압 액츄에이터 구동 시스템 및 이에 구현하는데 필요한 전기 액츄에이터, 제품의 상태를 모니터링하고 원격제어하며, 상위 제어기와의 통신이 가능한 제어기로 한정
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위(전기유압 액츄에이터) ]

주요제품 분류표
기술개발 테마제품분류 관점세부기술
고효율 전기유압 액츄에이터 펌프
  • 전기 모터의 기계에너지를 유압에너지로 변환하는 장치
  • 잦은 속도 변화에 따른 윤활 문제 발생
밸브 블록
  • 단방향 회전을 하는 펌프, 모터를 사용하는 경우 액츄에이터의 방향을 제어하는 장치
  • 단순 방향 제어 기능만을 가지고 있으며, 교축 손실이 없어야 함
액츄에이터
  • 유압에너지를 기계에너지로 변환하는 장치
  • 사용 용도에 따라 유압 실린더 또는 유압 모터 사용
탱크 및 액세서리
  • 작동유의 유청정도, 온도를 관리하고 보관하는 장치

[ 공급망 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마공급망 관점세부기술
고효율 전기/전기유압 액츄에이터 전기유압 액츄에이터
  • 유압 실린더 및 유압 모터를 독립적으로 구동할 수 있는 기술
  • 독립된 유압시스템을 가지는 유압 액츄에이터
파워팩
  • 유압 액츄에이터에서 필요한 압력과 유량을 공급하는 기술
  • 유압 펌프와 전기 모터, 제어 밸브와 탱크를 가진 독립된 유압 공급장치
전기 모터
  • 공급 전압을 활용하여 필요한 속도와 토크를 생성하는 기술
  • 저속에서 고토크를 가지는 전기 모터
전기 모터 드라이버
  • 조작자가 필요한 속도와 방향, 토크에 맞게 모터의 속도를 제어하고, 제품의 상태를 진단하며,
    상위 제어기와의 통신을 통해 데이터를 상호 교류 가능한 기술
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장

소재 부품 산업은 제품을 생산하고, 운반하기 위한 장비들과 제품을 생산하기 위한 원료로써 세계 경제의 흐름과 연동하는 특징을 가지고 있음

  • 2017년 상반기 현재 세계 경제는 주요 선진국 및 신흥국의 경기회복으로 성장세를 확대 중
  • 세계 유압 액츄에이터의 경우 2016년에서 2020년까지 CAGR 3.49% 수준으로 성장할 것으로 예측하며, 미국의 경우 실린더 제조 시장의 경우 2020년 12.5억 달러의 시장규모를 예측
  • 세계 유압 펌프 시장은 2024년까지 11.4억 달러 규모에 이를 것으로 전망
나. 국내시장

2017년 국내 경제는 제조업을 중심으로 생산이 빠르게 증가하면서 성장률이 개선되고 있음

  • 2017년 3/4분기 성장률은 전분기(2.7%)보다 상승한 3.8%를 기록하였으며, 전기대비 기준으로도 1.8%(연율 6.3%)까지 반등
  • 수출은 반도체를 비롯한 IT 관련 산업을 중심으로 빠르게 증가하면서 성장률 개선을 주도하고 있음
  • 세계경제의 성장세 회복에 따라 우리 경제의 개선 추세 또한 당분간 유지될 것으로 판단
  • 2018년 국내 경제는 수출 증가세가 유지되고 소비가 개선되나, 투자가 둔화되어 2.9%대의 성장률을 전망
4.기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

독립된 형태의 전기유압 액츄에이터를 개발하고 판매하는 해외 업체의 동향은 다음과 같음

  • Moog의 경우 항공 산업에서 사용되는 전기유압 액츄에이터를 기반으로, 방위산업 및 산업용 전기유압 액츄에이터를 공급
  • Bosch Rexroth의 경우 Self-contained Hydraulic Actuator라는 제품명으로 기술을 개발하고 공급
  • Parker Hannifin의 경우 Compact Electro-Hydraulic Actuator라는 제품명으로 2t의 추력을 가지는 제품을 판매
  • Nachi의 경우 Power Meister라는 제품명으로 전기유압 액츄에이터용 파워팩을 판매

(2) 국내동향

전기유압 액츄에이터 관련 국내 제조 업체의 동향은 다음과 같음

  • SGservo의 경우 서보 유압제품을 생산하는 업체로 에너지 절감형 초소형, 고효율 유압제품의 개발 전문 업체
  • ㈜오토파워의 경우 델타 로봇을 기반으로 한 로봇 자동화 시스템 및 액츄에이터 전분 업체로 로봇을 이용한 제조라인 자동화 시스템 구축을 위한 서비스를 제공하는 업체
  • 세원셀론텍 유압분야의 경우 30kW급 산업용 전기유압 액츄에이터를 개발하였으며, 해당 기술을 Powerlimb이라는 브랜드 명으로 사업화를 진행 중
5.핵심요소기술 선정

확정된 요소기술을 대상으로 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

[ 고효율 전기/전기유압 액츄에이터 분야 핵심요소기술 선정 ]

고효율 유압 밸브 제어 시스템 핵심요소기술 도출
분류요소기술개요
전기 액츄에이터 기술 비희토류 자석 모터 기술 저속 고토크 구동 특성을 가지면서도 희토류를 사용하지 않는
전동 모터를 설계하고 제작하는 기술
모터 구동 드라이버 제작 기술 비희토류 전동 모터를 구동하기 위한 드라이버 설계, 제작 기술
유압 펌프 기술 양방향 고정 유압 펌프 기술 기어 펌프와 같이 펌프의 구동 방향 전환이 자유롭고 저속에서의 구동 특성이 뛰어난
고압 펌프를 설계하고 제작하는 기술
단방향 가변 유압 펌프 기술 피스톤 펌프와 같이 펌프 토출 유량을 제어할 수 있는 펌프를 설계하고 제작하는 기술
저속에서의 펌프 윤활 기술 0rpm에 가까운 저속에서 발생하는 펌프 내 금속 마찰을 줄일 수 있는 윤활 기술
요소 집적 기술 펌프, 전기 모터, 탱크 일체화 기술 전기 모터의 회전자와 펌프의 회전부를 샤프트를 통해 연결하고,
하우징을 탱크와 일체화하여 전체 시스템을 소형화하는 기술.