한국섬유기계융합연구원
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자율제조연구본부

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자율제조 연구본부

자율제조 연구본부에서는 섬유기계 관련 중소·중견기업의 기술 경쟁력 강화와
국내 제조업 발전을 위해 첨단부품·장비, 에너지, 시험분석을 3대 중점 연구분야로 선정하고,
수요 지향적 R&D 및 실용화, 미래 원천기술 확보를 통해 우리 산업의 체력을 강화하고 있습니다.
이를 위해 첨단부품장비 연구센터와 에너지 시스템 연구센터를 운영하고 있습니다.

AX부품장비 연구센터

우리나라의 섬유기계산업 발전을 위해 섬유기계 부품 및 핵심 모듈의 첨단화와 산업용 장비 부품의 경량화 및 융복합화와 관련한 원천기술을 연구하고 있으며, 기계 부품 및 장비의 첨단화를 위한 설계기술, 해석기술, 내구성능평가 기술 전문 연구진을 바탕으로 첨단부품장비 개발·지원에 주력함으로써 섬유기계 중소 · 중견기업의 기술 경쟁력과 국가 주력산업의 품질 경쟁력을 함께 높이고 있습니다.

주요 업무

첨단 산업용 직조기 핵심요소기술

  • 산업용 섬유 직조를 위한 핵심요소부품 설계 최적화 기술 개발
  • 탄소섬유 스프레드 토우 제직을 위한 위입 및 개구 동특성 분석 기술 개발
  • 3D 구조 다층 직물 형성 원리 및 직조를 위한 장비 메커니즘 개발

복합재 제조장비 기술

  • 복합재 제조 핵심부품 구조 설계 및 공정 최적화 기술 연구
  • 복합소재 표면개질방법에 대한 계면 결합력 향상 기술 연구
  • 고성능, 초경량 복합재 성능 및 신뢰성/내구성 시험평가 기술

부품 장비 경량화 기술

  • CFRP를 이용한 기존 금속 소재 대비 20% 이상 경량 Wheel Carrier 개발
  • 내마모성 및 용접성 향상을 위한 이종 금속소재 적용 VTG용 Adjusting Pin 개발
  • 내구수명 30% 향상된 선박 외판 가공용 그래핀 초경량합금 Cutter 개발

설계, 해석, 재료시험 및 내구 성능평가

  • 핵심요소부품 또는 장비에 대한 설계 및 역설계 기술
  • 가공정밀도 평가/분석
  • 구조해석 및 동특성해석을 통한 최적설계 기술
  • 기본 물성 및 마모, 피로, 고온 등 재료시험 분석
  • 1축 및 최대 3축 조합으로 제품의 내구성 시험평가

대표 연구 성과

산업용 섬유 직조기 핵심 요소기술

개발내용 및 특징

  • 산업용 섬유 직조를 위한 직조기 핵심요소부품 설계 및 전산응용해석을 통한 최적화 기술 개발
  • 위/경사 위입, 개구, 권취 등 주요 구동부 운전 특성 분석 및 성능평가 기술 개발
  • 3D 입체 구조 직조 메커니즘 기술 개발 및 Digital Twin 기술 융합을 통한 지능형 직조 시뮬레이터 기술 연구

기대효과

  • 국가 주력 품목(직조기)의 장비 기술 고도화 및 신성장 동력 창출
  • 산업용 섬유 직물 및 중간재의 적용 산업 확대(수송기기, 에너지, 토목ㆍ건설, 스포츠ㆍ레저 등)
핵심요소부품 3D 형상 설계
  • 선진사 부품 벤치마킹 및 역설계
  • 핵심요소부품 형상 최적화 설계
전산응용해석 및 최적화
  • 강성해석 및 구조안정성 분석
  • 기구학적 거동 및 동특성 분석
구동 특성 분석 및 성능평가
  • 직조 공정별 모니터링 및 운전 정밀도 분석
  • 직조기 및 직물 성능평가
Digital Twin 기술 융합
  • 직조 공정 관리 및 빅데이터 구축
  • Digital Twin 기반 지능형 직조 시뮬레이터 기술 연구
복합재 제조장비 고도화 기술

개발내용 및 특징

  • 섬유복합재 제조 장비 개발을 위한 핵심요소 부품 설계 기술 개발
  • 복합재 기계적 성능 향상을 위한 성형 공정 최적화 기술
  • 자동차 부품용 복합재 신뢰성 평가 기술

기대효과

  • 고성능, 초경량 복합재 및 응용 부품 분야 제조 기술 다원화
  • 복합소재 관련 전후방 산업생태계 활성화 기대
핵심요소 부품 설계 및 해석
  • 핵심요소 부품 설계 및 구조해석
  • 수지 혼합부 유동 모사해석
섬유복합재 사출/압출 성형 해석
  • 사출/압출 해석을 통한 시제품 형상 최적화
  • 섬유 배향성 분석 및 형체력 도출
금형 설계 기술
  • 압입형 금형의 상/하형간 Clearance 최적화를 위한 열-구조해석
  • 금형의 냉각 유로 해석을 통한 제품 변형량 예측
시제품 특성 평가 및 분석
  • 복합재 기계적 물성 평가
  • 내구피로시험기 활용 피로한도, S-N 곡선 예측
  • 섬유-수지간 계면결합력 향상을 위한 표면처리 연구
부품 장비 경량화 기술 개발

개발내용 및 특징

  • 전기차용 경량 현가부품 개발을 위한 역설계 및 CFRP 적용 기술 개발
  • 이종 금속분말 소재를 이용한 MIM 사출성형해석 기술
  • 산업용 섬유소재를 이용한 수송기기용 다기능성 경량 내외장부품 개발

기대효과

  • 수송기기 경량화를 통한 연비절감 및 주행성능 향상
  • 산업용 섬유소재 수요 증대 및 적용분야 확대
현가부품 역설계 및 CAE
  • 선진사 현가부품 역설계
  • 역설계 형상의 CAE 분석
CFRP 소재 적용 분석
  • 기존 금속소재 부품의 CFRP 소재 적용성 분석
  • 경량 부품 개발공정 분석
이종 금속분말 사출성형해석
  • 이종 금속 소재간의 사출성형 공정 최적화
  • MIM 성형공정 조건 분석
경량 개발품 비틀림 강도평가
  • 경량소재 적용 개발품의 비틀림 강도 등 물성평가
  • CAE 해석 데이터 검증
소재 부품 장비 설계, 해석 및 성능평가

개발내용 및 특징

  • 핵심 요소 부품 또는 장비의 설계 및 역설계, 가공정밀도 평가 분석
  • 섬유 및 금속 소재의 기본 물성, 마모, 피로, 고온 특성 재료시험 분석
  • 고기능성 산업용 섬유기계 핵심부품 내구성능 시험

기대효과

  • 섬유 및 섬유기계, 자동차, 일반기계 등 산업분야의 설계, 해석, 분석 등 기술지원
  • 고부가가치 부품 및 장비 개발을 위한 성능평가 기술지원
설계/역설계 및 가공정밀도
  • 선진사 부품 벤치마킹 및 역설계
  • 부품 및 금형 가공정밀도 분석
구조해석 및 동특성해석
  • 섬유 및 기계분야 구조 및 동특성 해석 분석
  • 최적설계 기술지원
재료시험 및 SEM 분석
  • 소재 물성평가를 위한 재료시험 및 분석
  • 소재 및 부품의 마모, 피로, 고온 특성 분석
내구 성능평가 시험
  • 개발품 내구수명 및 고장분석
  • 1축 또는 3축 조합의 부품 및 제품 내구성능 평가 시험

에너지DX 연구센터

에너지DX 연구센터는 최근 중요성이 확대되는 탄소중립 및 에너지 친환경 분야의 지속가능성 확보를 위한 시스템 연구개발을 진행 중이며, 특히 섬유기계를 비롯한 다양한 산업기계분야의 디지털 전환을 통한 효율 향상, 미활용에너지 회수, 폐자원 재활용 분야의 기술 개발을 중점적으로 수행 중입니다. 또한, 태양열/광, 지열, 수소에너지를 이용한 신재생에너지 기반의 분산에너지와 스마트 그리드 구현을 위한 기반기술 개발을 추진 중에 있습니다.

주요 업무

섬유기계 분야

  • 에너지 절감, 환경 생산성 향상 개발
  • 저액비 구현이 가능한 염색설비 개발
  • 폐열회수/배기 가스 정화 등 친환경 설비 개발
  • 초고속 DTP(Digital Textile Pinter) 시스템 개발

에너지/환경/스마트

  • 에너지 절감, 친환경 및 신재생에너지 연구
  • 수소스테이션용 저장용기 및 관련 설비 개발
  • 산업 공정열 활용 및 적용 기술 개발
  • 스마트 그리드 및 공장 에너지 관리 기술 개발

이차전지 제조 설비 분야

  • 이차전지 분리막용 연신 시스템 개발
  • 고내열성 필름 제조 기술 개발
  • 고신뢰성 분리막 코팅 시스템 개발
  • 전고체 전지용 생산용 고압설비 기술 개발

시스템 분석 및 성능 평가

  • 열 및 유체시스템 관련 장비 분석 및 성능평가
  • 열유동 시뮬레이션을 통한 시스템 해석 및 분석
  • 열교환기, 송풍기, 노즐 등 주요 부품 분석 및 평가
  • 시제품 특성 분석 및 성능 평가

대표 연구 성과

고효율 섬유기계 설비 개발 핵심 요소 기술

개발 내용 및 특징

  • 산업용 섬유 염색/가공기 개발을 위한 핵심요소 부품 설계 최적화 기술 개발
  • 섬유 염색/가공기 에너지 관리 효율 향상 기술 개발

기대효과

  • 다양한 산업으로 산업용 섬유의 적용 확대
  • 섬유기계 제조업 혁신을 통한 염색/가공설비 고도화
폐열회수기 해석, 설계
  • 고효율 폐열회수기 이론 설계 및 효율 분석 기술
  • 열교환기 성능 분석을 위한 열-유동해석 기술
핵심부품 열-유동 전산해석
  • 회전체 유동 해석 기술
  • 유동 해석 기반 균일 유동, 온도분포를 위한 덕트 설계 기술
에너지 사용량 시뮬레이터
  • 에너지 사용량 실시간 측정 및 분석 기술
  • 측정 위치, 열, 압력, 에너지 사용량 등 모니터링 프로그램 개발
에너지 관리 및 성능평가
  • 에너지 성능평가장치 구축
  • 에너지 측정 관리, AI기반 분석 시스템 구축
친환경 디지털 프린팅 및 날염 설비의 인쇄 공정 최적화 기술

개발 내용 및 특징

  • 인쇄 품질 확보를 위한 잉크 액적 분석 기술 개발
  • 친환경 코팅 및 설비 요소 설계 기술 개발
  • ICT 융합형 스마트 시스템 개발

기대효과

  • 염색 공정중 발생하는 폐수 및 환경오염물질 최소화를 통한 생산 공정의 친환경화
  • 다품종 소량 생산기반 기술 개발을 통한 섬유/패션 산업의 기술 경쟁력 확보
인쇄 품질 확보를 위한 잉크액적 드랍 분석 기술
  • 액적 드랍 유동해석적 분석 기술
  • 액적 거동 분석 및 공정 설계 기술
친환경 전처리액 코팅 및 설비 설계 기술
  • 전처리액 균일 코팅을 위한 스프레이 분사 시뮬레이션 기술
  • 스프레이 방식 In-line 설비 설계 기술
고효율 DTP/DTG 건조기 설계 기술
  • 균일 건조를 위한 온도/유동 해석
  • 건조 효율 향상을 위한 필요 열량/풍량 분석 기술
ICT융합형 스마트 인라인 DTG 시스템
  • 사물 인터넷 기반의 실시간 데이터 수집 및 원격 제어 기술
  • 고속 이미지처리 기술 구현을 통한 생산 속도 향상
초고압 용기 및 시스템 설계 및 평가 기술

개발 내용 및 특징

  • 초고압 저장 용기 설계 및 해석 기술 개발
  • 초고압 시스템 주요 핵심 부품의 구조 안전성 분석 기술 개발
  • 초고압 용기 및 시스템 평가 기술 개발

기대효과

  • 초고압 수소 저장용기 핵심 설계 기술 확보를 통한 수소 플랜트 개발 인프라 확보
  • 초고압 용기를 활용한 제조 및 산업의 기술 경쟁력 확보
초고압 수소저장 용기 설계 기술
  • Type 1, Type 2 라이너 설계 기술
  • ASME 규격에 의거한 평판형 경판, 원형 동체, 와인딩 두께 설계 기술
핵심 부품 구조안전성 분석 기술
  • 내압력에 따른 라이너 설계 기술
  • 씰링 소재 및 형상에 따른 설계기술
금속 선재 Hoof Wrap 기술 확보
  • 개별 장력제어가 가능한 금속선재 공급 장치 개발
  • 고속으로 동시 다발 권취가 가능한 와인딩 시스템 개발
초고압 수소저장용기 평가 기술
  • 초고압 수압 테스트 장비 구축
  • Type 2 수소저장용기 핵심 부품성능평가 기술 개발
이차전지 주요 핵심부품 생산 기술 및 제조설비 기술

개발 내용 및 특징

  • 고신뢰성 분리막 연신 공정 설계 기술 개발
  • 고내열성 분리막 코팅 기술 개발
  • 분리막 신뢰성 평가 기술 개발

기대효과

  • 전기차, ESS 등 스마트 그리드의 전기 수요에 능동적 대응
  • 이차전지 핵심부품 및 제조 기술의 국산화로 인한 산업경쟁력 확보
이차전지 분리막 연신 기술
  • 중대형 분리막 연신 설비 설계 기술
  • 고신뢰성 분리막 제조를 위한 연신 공정 최적화
내열성 및 안전성 확보를 위한 분리막 코팅 기술
  • 균일 두께의 박막 코팅 기술
  • 분리막 코팅을 위한 Roll to Roll 설비 설계 기술
고내열성 이차전지 분리막 생산 기술
  • 고온 환경에서의 연신 기술
  • 고온 단열 챔버 및 이송 모듈 설계
이차전지 분리막 성능평가 기술
  • 기계적 성능평가 시스템 구축
  • 전기적 안정성 성능평가 시스템 구축
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