본문 바로가기
소재강국을 실현하는 글로벌 종합 소재연구기관

재료디지털플랫폼연구본부

재료공정연구실

실장 김상우
실장 김상우

연구실 소개

재료공정연구실은 재료의 부가가치를 높이기 위한 혁신 성형공정 기술 개발과 4차 산업혁명 대응을 위한 재료공정 스마트화 기술 개발을 수행하고 있다. 또한 금속소재 제조실증을 위한 장비·인프라 하드웨어 플랫폼 구축을 선도함으로써, 금속소재·부품산업 경쟁력 강화에 일조하고 있다.

055-280-3528

주요 실적

  • 다기능 격자구조 기술 개발 관련 기술 이전 (기술료 55,000 천원)
  • 고강도 소재의 항복비 제어 부품화 성형 관련 기술 이전 (기술료 70,000 천원)
  • 금속재료 변형 거동 예측 및 성형성 해석·평가 기술 관련 SCI(E)급 논문 게재 12편
  • 배터리 케이스 및 배터리 냉각 시스템 기술 등 관련 국내 특허 등록 3건, 국내 특허 출원 1건

주요 연구분야

  • 금속재료의 스마트 성형공정 및 다물리 기반 특수성형 기술 개발
  • 3D 프린팅 공정 및 유연성형 공정 플랫폼 기술 개발
  • 이종금속재료 및 격자구조재료의 제조 및 부품화 기술
  • 발전·항공용 내부식·내열합금 특수 벌크성형 및 부품화 기술
  • 금속소재 제조실증을 위한 장비·인프라 기반 기술 구축

향후 연구계획

  • 다물리 기반 멀티스케일 유연·특수성형 공정 기술 개발: 판재 유연성형 및 미세형상 성형, 위상최적화 기반 3DP 공정 등
  • 배타적 다기능 구현 하이브리드 소재 성형·접합 제조, 부품화 및 평가 기술 개발: 이종금속소재, 격자구조소재 등
  • 난성형성 금속소재의 발전·항공·국방 전략산업 활용 부품화 공정 기술 개발
  • 고부가가치 마이크로·나노 구조체 설계 및 제조 기술 개발
  • 디지털트윈 연계 소성가공 장비 및 기반 기술 개발

연구개발 추진실적

항공기용 적층제조 부품 최적설계 및 공정기술 개발

[과제 소개]

  • 항공용 부품의 일체화 · 경량화를 위한 금속 적층제조 공정설계 및 최적화 기술개발로 위상최적화 기반의 제품설계, 시뮬레이션 기반의 적층공정 설계, L-PBF 시제품 제작, 후처리, 검사 및 평가 프로세스 확립

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 항공기용 적층제조 제품개발을 위한 ’최적설계-해석-공정최적화-시제품제조-평가‘ 프로세스 확립
  • 부품일체화 및 위상최적화 설계를 통한 항공기용 부품 33% 경량화 설계
  • 시뮬레이션 기반의 적층제조 공정설계: 멜트풀 특성, 기공 및 제품 변형 예측
  • 항공기 부품의 적층제조 시제품 제작 및 구조 건전성 확인
위상최적설계, 공정조건 시뮬레이션, 조형공정설계, 항공부품 시제품 제작, 제품 검사 및 성능평가

고내부식 니켈계 합금 클래딩 압연을 위한 최적 성형공정조건 도출

[과제 소개]

  • 에너지플랜트 산업의 대형 파이프·압력용기에 활용되는 고내부식 니켈기 합금/일반강 조합 후판 클래드 소재 제조에 있어, 고내부식 니켈기 합금의 재가열 없는 열간압연 공정 조건 도출 및 sub-size 제조실

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 고내부식 니켈기 합금의 고온 물성 평가 및 공정지도 작성: 최적 열간 성형조건 도출
  • 재료연 보유 600톤급 압연 시뮬레이터 활용 sub-size 압연 실증: 재가열 없는 최대 압하율 80% 이상 재현을 통해, 산업현장에서의 압연공정 비용절감 및 소재수율 향상 효과 확인
  • 유한요소해석을 통한 압연공정변수 변화 비교검증
1. 모재 조건별 미세조직 분석, 2. 고온 물성 평가 및 공정 지도 작성, 3. 압연 시뮬레이터 활용 sub-size 압연 실증:재가열 없는 최대 압하율 80% 이상, 4. 유한요소해석을 통한 압연공정변수 변환 비교검증

판재 성형 관련: AI 기반 경량금속 판재 성형공정 최적화 모델 개발

[과제 소개]

  • 인공지능 기술을 활용하여 경량 금속 판재의 공정 조건을 최적화하는 기술 개발. 공정조건에 따라 물성 및 성형성이 크게 변화하는 경량 금속 소재의 성형 공정 최적화 기술 개발. 이를 통해 국내 소재 및 부품산업의 기술 향상 및 자립화 기반을 마련하고 미래 모빌리티의 경량화를 달성

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 국내 처음 도입된 고온 에릭슨 시험기를 활용한 경량 금속의 고온 Naakjima 시험 분석 완료
  • 실험 및 고차원 멀티스케일 구성방정식 모델을 개발하여 경량 금속의 기계적 물성 및 성형성 DB 구축
  • 해석 결과와 인공지능 모델을 접목시킨 최적 성형 공정 설계 기술 개발을 통한 제조 공정 혁신