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중소기업 기술로드맵 조회결과

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핫스템핑 금형
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

핫스템핑 금형 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 핫스템핑 기술은 절단된 강판을 900~950℃ 고온 가열하여 금형 내에서 성형과 냉각을 동시에 하여 150K급 초고강도 부품을 만드는 기술을 의미
  • 범위 : 핫스템핑 방법에는 직접식과 간접식이 있으며, 직접식은 판재를 오스테나이트 온도로 가열한 후, 프레스 성형을 실시하고 금형 내에서 그대로 급랭시키며, 간접식은 최종형상의 90∼95%까지 냉간에서 예비성형을 실시하고, 예비성형품을 오스테나이트 온도로 가열한 후 금형으로 옮겨 최종형상으로 조정한 후 급랭시키는 방법이며, 더불어 핫스탬의 단점을 보완하는 다단공정, 맞춤형 핫스템핑(THS), 가스성형법 등의 신기술 포함
    4차 산업혁명을 앞두고 전통 제조 산업의 고부가가치화는 가치사슬 관점에서 모든 산업에 핵심과제가 되고 있으며 뿌리산업의 변화의 필요성은 더욱 증가할 것으로 예상함에 따라 정부는 지속적인 지원 확대 추진
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 ]

제품분류 관점 기술범위
기술개발 테마제품분류관점세부제품 및 기술
핫스템핑 금형 직접식 핫스템핑
  • 가열기술, 프레스 성형 기술, 금형 기술, 냉각기술, 후공정 기술
간접식 핫스템핑
  • 예비성형(냉간성형) 기술, 가열기술, 금형기술, 냉각기술, 후공정 기술
핫스템핑 신기술
  • 다단공정, 맞춤형 핫스템핑(THS), 가스성형법 등

[ 공급망 관점 ]

공급망 관점 기술범위
기술개발 테마공급망관점세부제품 및 기술
핫스템핑 금형 재료 기술
  • 재료조성 기술, 고강도화 조직제어 기술, 내산화 도금강판 기술
성형 기술
  • 공정형태별 핫스템핑 기술(직접식, 간접식), 가열, 성형 및 냉각조작 기술, 공정 시뮬레이션 및 성형해석 기술, 금형기술
장치 기술
  • 가열장치, 냉각 디바이스
3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망

(1) 세계시장
전 세계 핫스템핑 부품 시장은 2016년 약 8.9억 달러에서 2021년 약 180억 달러로 성장 전망

[ 핫스템핑 부품 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

제품 시장현황 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 8,874 9,809 11,023 12,238 15,227 18,030 15.2

* 출처 : INI R&C 자료 재구성

(2) 국내시장

[ 핫스템핑 부품 국내 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 억원, %)

제품 시장현황 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
국내시장 6,600 7,300 8,000 9,800 11,400 11,500 11.7

* 출처 : INI R&C 자료 재구성

4.기술분석
(1) 기술개발트렌드
  • 초기의 강판은 생산 기술의 한계로 무른 성질의 연질 강판이 주류를 이루었으며, 이후 철강 기술의 발전을 바탕으로 자동차의 안전성, 연비 규제가 강화되면서 강도가 향상된 새로운 강판을 필요
  • 일반적으로 강판의 강도가 증가하면 연신율이 저하되어 가공성이 떨어지게 되므로 철강업체들은 강도 가공성이라는 상충되는 두 가지 특성을 동시에 확보하여 고강도 강판의 장점을 극대화하기 위한 연구를 진행
  • 자동차 연비향상은 엔진/구동계 효율향상, 공기역학적 디자인, 차량 경량화, 대체에너지 구동 등 크게 4가지 방향으로 진행 중
  • 차량 경량화 방법에는 구조의 경량화, 공법 개선을 통한 경량화, 소재의 경량화가 있으며, 이중 단기적으로 가장 현실적인 대안은 구조 및 공법 개선을 통한 경량화이고, 장기적으로는 소재의 변경을 통한 경량화 방법임
(2) 기술환경분석
  • 중소벤처기업부에서는 대학 및 연구기관이 보유한 첨단 연구장비를 공동활용할 수 있도록 지원하는 연구장비 공동활용 지원사업을 운영
  • 한국생산기술연구원에서는 중소기업의 기술개발 지원을 위하여 뿌리산업기술연구소에서 개발형실험실을 제공하고 있어 중소기업에서 기술개발에 필요한 실험장비 등을 공동으로 사용할 수 있는 인프라를 제공
  • 한국생산기술연구원은 지역별 뿌리산업기술센터를 운영하고 있으며 이를 통해 뿌리기업의 애로사항을 지원하기 위해 시제품 개발 · 제작, 제조공정 고도기술 지원 등 문제 해결형 현장밀착 지원을 수행하며 효율적인 지원 체계 운영
5.핵심요소기술 선정

확정된 요소기술을 대상으로 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

핫스템핑 금형 분야의 핵심요소기술
분류핵심 요소기술설명
고효율 HSHT 복합금형 기술 성형 및 전단 복합공정을 고려한 금형 구조 설계기술
  • 복합공정, 금형 구조 설계
고정밀 고속 복동식 유압 제어 기술
  • 고정밀, 고속, 유압 제어
고품위 전단면과 형상정밀도 구현을 위한 열간전단기술
  • 열간전단, 정밀구현
핫스템핑 공정 제어기술 생산성 향상을 위한 고효율 냉각 기술
  • 급속 냉각, 고효율 냉각
고균일 급속 소재 가열기술
  • 생산성 향상, 고균일 소재 가열
핫스템핑 성형품 위치별 물성제어 기술
  • 열간전단, 물성제어