재료공정연구실
- 실장 김상우
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
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
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