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중소기업 기술로드맵 조회결과

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수송기기용 철강소재
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

수송기기용 철강소재 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 수송기기용 철강소재 기술이란 승객의 안전과 자동차의 경량화요구, 배출가스 환경규제, 친환경 스마트카 출현으로 인해 ULSAB 적용기술, 철강의 대체 소재로서 알루미늄, 마그네슘, 카본복합소재의 적용기술, ICT 융합을 위한 모듈과 플랫폼기술, 다양한 이종소재 접합기술과 정밀가공기술 등을 포함한 수송기기용 철강소재 개발을 의미

- 범위 : 친환경 완성차 제조를 위한 철강, 알루미늄, 마그네슘, 카본복합소재를 통해서 가공되어지는 차체, 섀시, 내장부품, 엔진관련부품 및 기타 전장부품으로 원자재를 1차 이상의 가공 공정을 거친 차량부품을 의미

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • 자동차에 사용되는 철강소재는 2015년 5,876만 톤에서 2020년 7,133만 톤으로 증가할 것으로 예상됨
    • 자동차에 사용되는 철강소재는 1대당 평균 900kg 정도이며, 이 중 34%는 차체, 패널 및 마감재 (도어, 트렁크)가 차지하고 주로 냉간압연강판을 성형, 용접하여 제조한 부품들임
    • 그 외에 엔진블록용 주철, 변속기용 기어 등을 포함하는 구동 파트에 사용되는 부분이 23%를 차지하며 현가 파트가 12%, 나머지는 휠, 타이어, 연료탱크, 조향 및 제동장치 등에 사용됨
    • 자동차에 사용되는 철강소재 중 판재가 차지하는 비중은 70% 정도로 추정
[ 수송기기용 철강소재 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 천톤, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
세계시장 58,765 61,088 63,502 66,012 68,621 71,333 3.95%
[ 수송기기용 철강소재 분야의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 천톤, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
국내시장 2,824 2,797 2,770 2,744 2,718 2,692 -0.95%
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • 수송기기용 철강소재 기술의 지난 7년(‘10~’16)간 출원동향6)을 살펴보면 '12년을 기점으로 하여 최근까지 감소하는 추세를 나타냄
    • 각 국가별로 살펴보면 미국과 유럽은 일정 수준의 출원을 유지하고 있으나, 한국과 일본의 경우는감소추세를 나타냄
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 한국이 37.5%로 최대 출원국으로 수송기기용 철강소재 기술을 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 일본이 27.4%, 미국이 26.2%로 비슷한 수준의 출원비중 을 보이고 있으나 최근에는 미국이 일본에 비해 다수의 출원이 이루어짐
수송기기용 철강소재 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 포스코의 출원건수가 가장 높게 나타났으며, 중소기업에서는 홍덕산업과 피피지코리아의 출원건수가 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요출원인을 살펴보면 한국기계연구원, 한국생산기술연구원, 포항산업과학연구원등 연구소/공공기관의 출원이 다수 나타났으며, 대학은 포항공과대학교, 연세대학교, 한양대학교의 출원이 높은 것으로 분석됨
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정
  • 핵심기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ 수송기기용 철강소재 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
경량 철강소재 물성 향상 기술 내충격/고탄성 금속복합소재 기술 금속복합소재는 고경도, 고탄성 및 다양한 기능을 갖는 제 2상의 강화재를 분산시킴으로써 구성 재료의 특성을 능가 하는 우수한 물성을 갖게 하는 소재기술로서 자동차용 및 군수 방탄모듈 개발에 활용되고, 강화재의 분산 혼합 제조공정, 특성평가 등 유기적인 연계성 확보 기술
고 내식성 도금강판 제조기술 고내식성 아연도금강판은 뛰어난 아연의 부착성과 얇은 철, 아연 합금 층으로 드로잉가공을 받아도 냉연강판과 같은 수준으로 도금층이 박리되지 않음. Zn-Ni, Zn-Fe, Zn-Al-Mg 합금화 용융아연도금강판은 일반아연도금대비 합금층의 경도가 높고 연성이 다소 떨어지기 때문에 심한 드로잉 가공시 일부 취약한 합금층의 분말(powder)이 발생될 수 있으나 고주파 유도가열장치 등 관련 제조공정의 신기술 적용 및 가공성 향상을 위한 윤활성 후처리 기술의 개발로 적용이 확대되고 있음
저온용 고인성 강판 개발 선박용, 압력용기용, 산업 기계용 강판의 경우 고강도와 함께 저온인성, 고변형능, 용접성, 내부식성 등이 요구되므로, 고가의 합금원소인 Ni, Cr, Mo를 최소화하면서 제어 압연과 가속냉각 조건의 정밀한 설계를 통해 고강도, 고인성, 고변형능 등을 동시에 만족시키는 기술 개발이 필요
고강도 고연성 경량철강 합금설계 IF강, DP강, TRIP강, TWIP강 등 자동차용 강은 FeC, Cr, Mn의 주원소 및 Al, Si, 등 미량원소의 합금설계로 연질의 페라이트와 경질의 마르텐사이트, 베이나이트 변태조직, 변형쌍정, 집합조직, 적층결함에너지 등의 적절한 제어를 통해 고강도화와 프레스 성형성을 높이는 강판 제조의 일관 공정기술
경량 철강소재공 정/열처리 기술 고강도 내마모 금형 및 성형 시스템 기술 금속, 유리소재 기계구조용 부품의 경량화를 위해 비중이낮은 플라스틱소재로 대체되기 위해서는 부품경량화금형 및 성형기술이 핵심으로 대량생산의 사출금형 시스템과 표면경도를 높이는 내마모 표면처리 기술
금형 내 부품성형의 열간 스탬핑 가공열처리기술 차체 경량화를 위한 1000Mpa급 이상의 고장력강 사용 한계는 프레스성형의 어려움에 있으나, 열간 스탬핑에서는 보통강 수준의 재질로도 낮은 열간하중 및 열처리 기술을 통해서 고장력강의 강도 및 고 성형성이 달성됨