에어컨 팬 모터용 볼 베어링 개발(137, NSK 편)

탄소 중립을 향한 친환경 재료 사용 : 세계 최초 베어링 개발

 

개발품에 대한 개인적인 평가

 

친환경적인 측면에서 획기적인 볼 베어링 개발이라고 생각하지만, 내구성과 수명 신뢰성,

전식 환경에서의 볼 베어링 개발이라는 관점에서, 여러가지 과제가 많이 남아 있지 않을까 생각해본다.

 

탄소 중립적인 사회 실현의 일환으로 2021년 11월 100% 식물의 바이오매스 플라스틱 케이지를 조립

: 에어컨 팬 모터용 베어링을 세계 최초로 개발.

 

◆식물성 플라스틱을 100% 사용한 케이지 개발

지구 환경의 보전을 내걸어, 오랜 세월에 걸쳐 환경에 공헌하는 기술이나 제품, 재료의 개발 목적

주력 제품인 베어링은 마찰을 줄이고 움직임을 부드럽게 하여 에너지 절약에 기여하는 친환경 제품.

베어링 구조

 

제품에 사용되는 플라스틱이나 고무 등에 관한 연구를 실시.

재료의 CO2 삭감 검토 및 개발한 것이 재생 가능한 식물성 자원을 원료로 한 바이오매스 플라스틱만으로 만든 케이지.

베어링은 여러 부품으로 구성되, 외륜과 내륜 사이에 전동체로서 볼이나 롤러로 조립.

 

그 전동체를 일정 간격으로 배치하고 베어링을 원활하게 회전시키기 위해 케이지가 사용, 케이지는 베어링의 중요한 구성 부품.

 

 

플라스틱 재료의 원료인 식물성 재료

 

품질을 확보하면서 친환경 재료를 사용한 케이지를 개발하기 위해서는 지금까지 100년 넘게 베어링을 개발, 제조해온 NSK의 노하우가 활용.

 

- 케이지는 실제로 사용할 때는 열이나 하중 등에 견딜 수 있는 강도가 필요

- 금형에 재료를 흘려 넣어 성형할 때나 조립할 때에는 유연하게 변형의 성격도 요구.

- 케이지의 재료 요구되는 조건에

  : NSK의 코어 테크놀로지의 하나인 재료 기술과 재료의 특성을 평가해, 기존 제품에 유사한 내열성, 강도를 확보, 친환경      케이지 개발.

 

식물성 재료를 100% 사용한 케이지 사진

 

 

바이오 매스 플라스틱 케이지를 내장한 베어링 개발

 

에어컨 팬 모터 이미지 사진

식물성 재료 100% 사용한 볼 베어링

 

개발 컨셉과 결과

- 에어컨 시장 환경은 코로나19를 배경으로 공기 질에 대한 관심이 향상

-  환기 기능이 있는 에어컨 등 선진국 교체 수요가 예상.

- 신흥국의 소득 증가를 배경으로 향후 중국과 인도 등에서의 에어컨 보유 대수가 확대.

- 에어컨은 보급률이 높고 전력 사용량도 많아 환경 의식이 높은 제품.

 

에어컨용 베어링에 바이오매스 플라스틱 케이지를 사용

기존 플라스틱 케이지를 탑재한 제품에서 실현되었던 정숙성과 고신뢰성, 에너지 절약이라는 점에 더해 재료 측면에서도 친환경적이라는 부가가치를 부여.

제품 재료의 변경은 생산성이나 성형 치수 정밀도에 크게 영향을 미치기 때문에 리얼 디지털 트윈의 활용에 의해 성형 시 기존의 생산 설비, 조건에서 문제가 없는지 시뮬레이션한 후, 시작 평가에서 제품으로서의 품질을 검증, 확인

 

- 재료를 사용함으로써 경량이고, 저마찰이며, 형상의 자유도가 높다는 플라스틱의 특징을 유지

- 기존 제품과 동등한 성능을 갖는 제품을 반년이라는 짧은 기간에 개발