수요처 및 권리현황

적용처

출원(등록)번호

비고

2013-0157821

한국

기술 수요

발명의 명칭

· 가스터빈 엔진 제조 社
· 터빈 블리스크 제조 社

· 가스터빈 디스크
· 금속 케이싱류
· 펌프 임펠러 등

 

쾌속조형법을 이용한 메탈코어

제작 및 이를 이용한 열간 정수압

성형을 통한 정밀부품 제작 방법 및

이를 이용한 액체로켓 터보펌프

구동용 터진 블리스크

기술수준

□ 기술개념확립
□ 연구실환경검증
■ 시제품제작
□ 실제환경검증
□ 신뢰성평가
□ 상용품 제작
□ 사업화

시장전망

* ’10년 가스터빈 시장 규모는
  약 300~400억 달러로 추정
* 산업용 가스터빈은 전체
  가스터빈 시장의 약 40%를
  차지

기술문의

주 연구원

한국항공우주연구원 성과확산실
조문희 선임, 김일태 선임
042-860-2272, 042-870-3673
moonyxp@kari.re.kr
magickit@kari.re.kr

윤석환 박사

개발현황

기술내용

수요처

추가기술정보

권리현황

2013.12.18 국내 특허출원 완료(현재 등록 진행 중)

쾌속조형법을 이용한 메탈코어 제작 및 이를 이용한 열간 정수압 성형을 통한 정밀부품 제작 방법

 

금속쾌속시작법에 의해 메탈코어가 제작되는 과정

금속 쾌속조형법에 의한

메탈코어 제작

메탈코어 하우징 삽입 후

내열강 분말 충진

HIP 전용로 처리

하우징 제거 후

메탈코어의 한면 노출 가공

에칭

정밀부품 가공

 

본 발명에 따른 공정에 의해 제작된 정밀부품

 

복잡한 터빈 블리스크를 제작하기 위해 메탈코어를 금속 RP로 제작하는 것이 핵심



 터빈 블리스크와 같은 복잡한 형상의 제작에 사용되는 메탈코어는 일체형으로

   손쉽게 제작 가능

쾌속조형법을 이용한 메탈코어 및 열간 정수압 성형(HIP)을

통한 액체로켓 터보펌프 구동용 터빈 블리스크(blisk)

기/술/개/요

항공우주분야의 가스터빈 디스크뿐만 아니라 내부에 복잡한 형상을 가진 금속 케이싱류,
펌프 임펠러 등의 제조에 적용이 가능한 쾌속조형법을 이용한 메탈코어 제작 및 이를
이용한 열간 정수압 성형을 통한 정밀부품 제작 방법 및 이를 이용한 액체로켓 터보펌프
 구동용 터빈 블리스크 기술

기존 기술의 문제점

차별성 및 효과

차별성

기술적 효과

경제적 효과

쾌속조형법(Metal Rapid Prototyping; Rapid Tooling)을 이용한 메탈코어 제작

열간 정수압 성형(HIP : Hot Isostatic Press)을 통한 정밀부품 제작

소재 및 형상의 제약 無

가스터빈 엔진 외 다양한 분야로 확장 가능

• 분말로 만들 경우 어떠한 금속 재료도 사용 가능
  하고, 내열강 분말과 HIP공정을 이용하면 터빈
  소재 선택의 폭이 증가함

• 기존의 절삭개념이 아닌 적층 개념으로 매우 복잡한
  형상도 한 파트로 제작하여 적용이 가능하며, 형상의
  제약이 거의 없음

부품의 신뢰성 증가

• 쾌속조형법을 이용한 형상은 코어로 소모되어
  제거되고, 안정된 공정인 HIP를 이용한 형상만
  남게 되어 미세 용융 및 적층에 따른 내부 결함과
  잔유 응력 분포, 변형 등의 문제를 해결 가능함

<풍력 발전 효율 비교>

• 가스터빈 디스크 뿐만 아니라 금속 케이싱류,
  펌프 임펠러 등의 분야에 적용 가능하여 다양한
  파급효과 기대
• 가스터빈 엔진은 민수/군수 항공분야에서 광범위
  하게 사용되는 추진시스템으로, 산업/발전용으로
  널리 활용되어 그 중요성이 증가하고 있음

디스크  가공시 블레이드(슈라우드 포함)를 따로 가공하며, 가공된 디스크에
블레이드를 삽입
  - 디스크와 블레이드의 소재를 다르게 사용할 수는 있으나, 블레이드의 개별진동문제와
    블레이드 삽입부의 구조/피로 문제 뿐만 아니라, 비용이 고가임
디스크에 방전가공 및 기계가공으로 블레이드 형상을 가공 후 슈라우드 띠를
가공하여 용접 및 브레이징 등을 이용하여 접합
  - 구조적으로 비교적 안정적이나 슈라우드 띠를 접합하기 위한 공정이 복잡하고 접합
    결함이 발생할 수 있음

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