사업화 유망기술

식물성 왁스를 포함하는 주조용 무기바인더

식물성 왁스를 포함하는 주조용 무기바인더

주조용 무기바인더, 모래 및 식물성 왁스를 포함하는 주조용 혼련사의 제조방법과 식물성 왁스를 포함하는 주조용 무기바인더에 관한 기술

보유기관 : 한국생산기술연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

주조용 무기바인더, 모래 및 식물성 왁스를 포함하는 주조용 혼련사의 제조방법과 식물성 왁스를 포함하는 주조용 무기바인더에 관한 기술

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
식물성 왁스를 포함하는 주조용 무기바인더와 그 제조방법 10-2019-0073051
인산염, 금속 및 pH 조절제를 포함하는 주조용 무기바인더 및 이를 포함하는 주형의 제조방법 10-2018-0103022

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기존기술 대비 개선점

- 주조용 무기바인더, 모래 및 식물성 왁스를 포함하는 주조용 혼련사의 제조방법과 식물성 왁스를 포함하는 주조용 무기바인더에 관한 기술

- 주조용 무기바인더는 무기화합물과 강도개선 첨가제, 내수강도개선 첨가제, 소착 개선 첨가제, 유동개선 첨가제 및 에스테르기를 함유하는 식물성 왁스를 포함함으로써 강도와 내수강도가 뛰어나며, 이를 포함하여 제조되는 혼련사의 유동성이 개선되는 효과를 가짐

- 또한, 무기바인더를 사용함으로써 유해물질의 배출이 없어 친환경적으로 모래주형 및 중자를 제작할 수 있어, 유기바인더에 비해 친환경적이며, 경제성이 우수함

기존 기술의 문제점

- 유기계 바인더는 탄소 결합이나 에테르 결합에 의해 물질의 결합을 형성하는데, 중자 조형 시 유리페놀, 벤젠, 포름알데히드 등의 유해가스가 다량 발생하는 문제점이 있음

- 발생한 유해가스는 건강과 환경에 악영향을 끼치며, 소결과정에서 다량의 열에너지를 필요로 하고, 성형된 제품의 형상과 강도에 영향을 주어 품질을 떨어뜨림

특징

- 저온에서 경화가 가능하고 휘발성 유기 화합물을 배출하지 않기 때문에 작업환경이 양호함

- 중자 조형 시 성형된 제품의 결함이 적으며, 환경오염에 대한 부가 비용이 필요하지 않아 경제적임

- 개발 바인더는 기존에 사용되는 물유리계 무기바인더와 같이 환경친화성을 가진다는 이점이 있으며, 높은 내열성을 가지면서 장기간 동일한 물성을 유지할 수 있음

- 개발 무기바인더는 높은 내열 강도를 가지므로 주강, 주철까지 적용 가능한 범용적인 무기바인더임

적용 분야

- 사형주조 전반에 걸쳐 적용이 가능

- 각종 자동차 엔진부품, 선박, 산업기계, 공작기계, 정밀기계 등의 다양한 부품을 대량생산 가능

시장동향

- 주조 제품은 자동차, 조선, 산업기계 등의 전통산업 뿐만 아니라 신재생 에너지(풍력), 원자력(핵환경/핵폐기물), LED, 해수담수 산업 등과 같이 미래 신성장 친환경 산업의 핵심 부품으로 활용되고 있어, 친환경 주조 제품 생산기술에 대한 관심이 고조

- 세계 생산기반 산업의 시장규모는‘15년 기준 2조 237억 달러 규모로 보여지며,‘13~‘15년까지 연평균성장률 5.8 %씩 성장한 것으로 파악

- 최근 3년간의 연평균 성장률을 반영하여 향후 시장을 전망하면‘19년 기준 2조 5,357억 달러 규모로 성장할 것으로 전망
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