자료 코드 C58111800/ A4 190p / 2016.10.26
자동차 메이커 각 회사는 CO2 배출량삭감(연비 향상)을 달성하기 위해 차체 경량화에 주력하고 있다. 경량화의 한 방법으로써 CFRP의 구조 부품의 채용이 진전되고 있다. 일본 국내외의 주요 자동차 메이커, 탄소섬유 메이커, 프리프레그 메이커, 성형 메이커, 이종재료 접합기술 메이커, 기타 연구개발기관의 취재를 통해 자동차 분야의 현재 CFRP화 동향의 파악 및 원사~프리프레그~성형~이종재료접합까지의 흐름을 세계적으로 파악하여 각 공정에서의 기술적 과제 및 각 회사의 개선대응을 조사하였다.
■조사 개요
조사 대상：
(1) 조사 대상 재료(자동차용 탄소섬유 및 CFRP)
(2) 조사 대상 기업(자동차 메이커, 탄소섬유 메이커, 성형가공 메이커, 기기 메이커, 연구개발기관 등)
(3) 조사 대상 범위(전세계(본 조사의 시장규모는 모두 세계시장 기준으로 산출))
조사 방법：직접 면접 취재를 기준으로 문헌조사를 병용
조사기간：2016년 7월~2016년 10월
■조사 포인트
●멀티 머티어리얼의 진화가 자동차를 더 가볍게 한다
●복수재료 조합에서 「CFRP」의 포지션
이방성 재료의 오리지널리티는 프레임 요소로 발휘
●탄소섬유, 유수지, 중간기재, 성형방법
재료 그레이드•종류, 성형방법•조건 등 검토가 필요한 파라미터 증가
업계 전체적으로 CFRP재료 데이터 축적이 진화의 열쇠
●가공(절단, 접합 등)
CFRTS끼리의 접합은 접착제가 중요, CFRTS/P＋이재접합은 개발중
멀티 머티어리얼화에서 이종재접합은 필수개발 항목
●성형품 가격
재료가격 절감뿐만 아니라 작업비용 절감도 저비용화에는 필수
●재활용
서멀 리사이클, 머티어리얼 리사이클 모두 검토를
■게재 내용
제1장 자동차용 CFRP를 둘러싼 현상의 동향
1-1 자동차용 CFRP의 개요
연비 기준치•연비 규제치의 엄격화, 높아지는 「경량화」 니즈
멀티 머티어리얼이 진행되는 가운데 CFRP의 포지션은?
(1) 환경 규제의 강화
(2) CFRP의 우위성의 명확화
①각 지역에서의 자동차 재료 변화 예측
②각 재료의 비교
1-2 자동차의 CFRP 채용 동향
고가격대 차종을 중심으로 한 채용, 일반가격대의 차종 실적은 아직 일부
저비용과 재료 설계의 진화가 시장 확대의 열쇠
(1) 차체 구조부
(2) 외판• 내판(루프, 보닛 후드, 트렁크 리드, 펜더 등)
(3) 기타(프로펠라 샤프트 등)
제2장 자동차용 CFRP의 기술개발 동향
2-1 탄소섬유
저가격 및 대량생산 가능한 탄소섬유의 실현을 향해서 거국일치 체제로 개발 추진
(1) 개요
(2) 개발 동향
2-2 수지, 중간기재, 성형 방법
최적인 성형방법(기재•수지)을 판별하여 경량화에 기여할 부품을 생산한다
(1) 열강화성 수지와 열가소성 수지
(2) 중간기재
(3) 성형 방법
①AC성형법
②RTM 성형법
a) RTM, HP-RTM
유럽이 선행하는 HP-RTM 시스템, 일본계 시스템 인티그레이터는 육성중
신 프리포머의 개발로 자투리 낭비를 삭감한다
b) VaRTM 성형법
c) Surface resin transfer molding process (Surface-RTM)
d) Gap injection법
e) Wet Compression Molding /Liquid Laydown법
f) Thermoplastic RTM process (T-RTM)(열가소성 수지 RTM 성형)
③Part via Preform(이하 PvP) 성형법
④프레스 성형법(프리프레그•중간기재 이용)
가) 열강화성 수지 이용
•SMC 성형법
•PCM 성형법
•Forged Composite(TM)
나) 열가소성 수지 이용
•데이진의 열가소 프레스 기술
•stamping 성형
•기타
⑤프레스 성형법(직접 성형：D-LFT/LFT-D)
⑥사출 성형, 하이브리드 성형
2-3 가공(절단, 접합 등)
고신뢰성, 이해체성의 접합 방법을 찾아내라!
멀티 머티어리얼화에서 이종재 접합은 필수 개발항목
(1) 절단
(2) 접합
CFRP끼리의 접합은 접착제가 중요, CFRP+이재접합은 개발중
①기계적 접합
②접착 접합
③열압착(융착) 접합
④접합 인서트 성형(사출성형법)
⑤고상 접합
⑥용접•용해
2-4 자동차 설계 안전성과 오리지널리티, CFRP의 채용 부위는 어딘가
2-5 코스트 구조 재료가격 절감뿐만 아니라 작업비용 절감도 저비용화에는 필수
2-6 재활용 서멀 리사이클, 머티어리얼 리사이클 모두 검토를!
제3장 주요 메이커 동향
【탄소섬유 메이커】
도레이 주식회사/ZOLTEK COMPANIES, INC.
전방위로 탄소섬유 시장 확대를 견인
데이진 주식회사/도호테낙스주식회사
CFRP로 Tier1~1.5의 포지션을 확립하여 부가가치를 높인 비즈니스를 추진
미쓰비시레이온 주식회사
전방산업 강화로 2018년~2020년 모델의 채용 겨냥
보틀넥 해소로 10억엔의 소액 투자로 2,700 t/년→4,000 t/년으로 설비 증강
【자동차 메이커】
도요타자동차 주식회사
부품 레벨 CFRP 검토는 종료, 검토에서 본격적인 채용으로 한 걸음 전진
닛산자동차 주식회사
시장확대에 따른 CFRP의 비용절감에 기대
혼다기켄공업 주식회사
알루미늄과 하이텐(High Tensile Strength Steel Sheets) 활용에 의한 경량화, CFRP 채용은 일부에 머문다
GENERAL MOTORS CORPORATION
복수재료 활용에 의한 Mixed Material Body Structure를 제안
DAIMLER GROUP
하이텐(High Tensile Strength Steel Sheets), 알루미늄, 마그네슘 합금, 수지재를 「적재적소」에 활용
FORD MOTOR COMPANY
구조 변화 및 경량 컴퍼넌트로 경량 재료의 사용증가로
VOLKSWAGEN GROUP (VOLKSWAGEN, AUDI, LAMBORGHINI)
코스트 퍼포먼스 중시, C분야 이하에서는 철을 이용
고가격대는 알루미늄, CFRP의 활용 추진
BMW AG
2013년의 i3에 이어 2015년에 양산 제1세대의 7 시리즈가 등장
기존 차종으로 풀 카본의 한계,
CFRP를 포함한 경량재료의 적재적소를 체현한 「Carbon core」가 등장
【성형 시스템•성형 메이커】
CANNON S.P.A.
프리폼부터 프레스까지 시스템 일관제안이 강점
2001년부터 자동차용 CFRP 설비의 개발을 개시
각종 성형설비를 보유
재활용재 이용법도 모색, 신제품 성형과 세트의 설비제안을 겨냥
일본에서는 IHI와 협력
2016년도에 30억엔 이상의 수주를 목표로 5년 후에 100~200억엔으로 인상한다
주식회사 타카기세이코
복합재 성형으로 15년의 경험, CFRTP 고속 성형기술을 개발
2016년 3월에 불연속 및 연속 유리섬유의 적층으로 세계 최초의 하이브리드 성형방법을 개발
주식회사 구리모토철공소
기기•성형품 양륜으로 사업 확대를 겨냥
GFRP에서 다음 스테이지의 CFRP로
【중간기재 메이커】
산와트레이딩 주식회사
중간기재, 성형 관련 기기의 판매와 더불어 성형 방법의 조언도 실시
Bond-Laminates GmbH 「Tepex」의 일본에서 유일한 판매 대리점
【이종재 접합 메이커】
다이세이플러스 주식회사
표면 처리에 의한 이종재 접합으로 새로운 부품을 제안한다
물리 접합으로 고신뢰성 확보, NMT 기술은 스마트폰에서 채용 실적 있음
NAT 기술에 의한 금속＋CFRTS 접합을 제안, 금속＋GFRTP＋CFRP의 접합 방법도 검토
【설계 기업, 연구 개발】
주식회사ARRK
세계 5개 지역에서 개발 지원, CFRP로 10년 이상의 해석 실적
성장 전략으로 CFRP 관련 비즈니스의 추진을 목표로 한다
이시카와원탄소섬유클러스터/가나자와공업대학/혁신복합재료연구개발센터(ICC)
기업과 기업, 사람과 사람을 잇는 「장」에서 CFRP 산업의 창출을 목표로 한다
미쓰이물산과 공동으로 자동차용 CFRTS 성형 확립을 목표로 한다
제4장 현상의 과제와 장래 전망
4-1 자동차용 CFRP 시장의 전망
CFRP 수요 확대의 분기점, ˝멀티 머티어리얼˝의 진화가 자동차를 더 가볍게 한다
(1) 탄소섬유 및 자동차 메이커가 생각하는 자동차용 CFRP 시장
①탄소섬유 메이커의 비즈니스 확대
소재 메이커는 부품 메이커가 될 수 있을 것인가
1차종 채용의 영향은 항공기 이상?, 자동차용 탄소섬유 공급 능력 확립으로
②자동차 메이커가 생각하는 자동차용 CFRP
CFRP VS LIB 고용량화의 해답? CFRP×자동운전의 미래
(2) 향후의 시장
적재적소는 재료 메이커 측의 관점, 적재는 있어도 적소는 없다
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