베어링은 말 그대로 세상을 돌아가게 만듭니다. 이 필수적인 기계 요소들은 물체가 올바르게 움직이도록 하는 중요한 역할을 하며, 회전하는 모든 것에는 베어링이 필요합니다.
그 결과, 베어링은 자동차부터 식품 가공에 이르기까지 다양한 주요 산업에 사용되며 수백만 개의 다른 용도가 있습니다. 베어링과 그것이 가능하게 하는 움직임 없이는 세상이 멈추게 될 것입니다.
통합된 플라스틱 베어링 생산의 세계적 선두주자인 BNL Bearings는 1970년 회사 창립 이래로 이러한 롤링 엘리먼트 베어링의 설계와 제조에서 앞서 나가고 있습니다. 그 이후로 그들의 프로세스는 점점 더 복잡해졌지만, 글로벌 시장의 증가하는 수요에 맞춰 베어링을 생산하고 지속적으로 변화하는 세계에 적응하기 위해 지속적으로 개선되고 완벽해졌습니다.
그러나 대부분의 베어링이 금속으로 만들어지는 상황에서, BNL이 플라스틱 베어링을 만드는 것에 대한 의문이 제기될 수 있습니다. 왜 플라스틱 베어링이 더 선호될까요?
그 이유는 여러 가지가 있지만, 가장 중요한 이유는 플라스틱 베어링은 부식되지 않는다는 점입니다. 많은 금속은 물과 화학 물질에 의해 부식되기 쉬워, 베어링이 조기에 마모되어 베어링과 그 베어링이 사용되는 제품의 작동 수명이 줄어듭니다.
그 결과, BNL의 부식이 없는 플라스틱 베어링은 샤워문이나 수영장 청소기와 같이 물이 많이 사용되는 산업에서 일반적입니다. 마찬가지로, 야외에서 사용되는 제품은 환경에 노출되기 때문에 부식 방지 베어링이 필요합니다. 예를 들어, 풍력 발전기에서 사용되는 플라스틱 베어링은 자연 환경으로부터 보호받으며, 요트와 보트 기계 장치에 사용되는 베어링은 바닷물로 인한 마모로부터 보호됩니다.
BNL의 플라스틱 베어링은 또한 화학 저항력이 뛰어나며, 이는 특정 환경에서 베어링을 사용할 때 유용합니다. UHMWPE 및 PEEK와 같은 특수 재료로 만들어진 BNL 베어링은 LED 스크린 가공에 사용되는 화학 용액에서 사용되며, 이 환경은 많은 금속 베어링을 조기에 고장 나게 할 수 있습니다. 또한, 화학 저항성 플라스틱 베어링은 식품 산업에서 중요한 역할을 합니다. 식품 산업에서는 오염을 방지하는 것이 필수적이기 때문입니다. 컨베이어 시스템을 소독하는 것이 중요하며, 자주 세척할 때 화학 소독제로 인한 마모를 방지해야 하기 때문에 베어링에 중요한 역할을 합니다.
또한, 플라스틱 베어링이 금속 베어링보다 선호되는 또 다른 이유는 윤활제가 필요 없다는 점입니다. “열가소성 플라스틱은 본래 윤활되므로 BNL 베어링은 그리스를 사용하지 않습니다.”라고 BNL의 UK 툴링 매니저인 데이브 클락은 말하며, 이는 유지 관리가 훨씬 쉬워지는 장점이 됩니다.
이는 윤활제가 종이를 망칠 수 있는 제지 산업에서 특히 유용합니다. ATM에서 현금을 입금하거나 프린터가 하드 카피를 생성할 때, 윤활제가 종이에 원치 않는 자국을 남겨 은행권이나 하드 카피를 망칠 수 있습니다. 프린터와 복사기의 경우 윤활제와 토너가 혼합되어 그라인딩 페이스트를 만들어 베어링을 조기에 마모시킬 수 있습니다. BNL 베어링을 사용하면 이러한 문제를 피할 수 있습니다.
결국, 윤활제가 필요 없는 플라스틱 베어링은 제품을 더 쉽게 유지하고 비용을 절감할 수 있게 도와줍니다. 이는 BNL의 이름이 만들어진 시발점이기도 합니다. BNL은 Bearings Non-Lube의 약자입니다. 플라스틱의 본래 가벼움은 또한 에너지 효율성에 기여할 수 있습니다. BNL의 플라스틱 베어링 설계는 일반적으로 스틸과 비교할 때 훨씬 가벼우며, 통합 설계 기술을 사용해 부품과 고정 장치를 제거하여 맞춤 설계된 베어링은 다중 부품 솔루션에 비해 최대 50% 가벼워질 수 있습니다. 무게를 줄이면 시작 시와 작동 중에 회전할 때 토크가 줄어들어, 더 작고 저렴한 모터를 사용할 수 있게 됩니다. 또한, 차량 조타 기둥에 가벼운 베어링을 사용하면 차량의 전체 중량이 감소하여 탄소 배출을 줄이는 데 기여합니다.
모든 이점이 충분하지 않은 것처럼 보일 수 있지만, BNL의 플라스틱 베어링은 재정적인 이점도 많이 제공합니다. 첫째, 플라스틱 재료는 금속 재료인 강철보다 비용이 적게 들 수 있습니다. 또한 BNL은 베어링을 설계하고 성형할 수 있기 때문에 맞물리는 부품들을 하나의 제품으로 결합하여 고객 제품의 부품 수를 줄일 수 있습니다. 부품 수가 적으면 비용이 절감되고 조립 단계와 시간도 줄어듭니다. 더 가볍고 에너지 효율적인 베어링을 사용하면 제품이 더 컴팩트해지므로 재고 비용과 물류 비용 절감에도 도움이 됩니다.
이렇게 보면, BNL의 플라스틱 베어링을 성형하는 주요 판매 포인트는 성능 향상, 시스템 비용 절감, 유지보수 단순화 등 많은 이점을 제공하는 매우 유익한 방법입니다. 그렇다면 BNL의 성형 기술은 무엇일까요?
BNL의 선택한 기술은 사출 성형이며, 이 성형 기술을 베어링 제조에 완벽하게 적용하고 있습니다. “약 99%”의 제품이 사출 성형으로 만들어진다고 클락은 말합니다. 나머지 1%는 단지 낮은 생산량 때문에 성형 도구를 사용할 필요가 없어서 그렇습니다.
사출 성형 과정은 용융된 플라스틱을 고압으로 금형에 압입하고, 그 후 물이 이를 냉각시켜 플라스틱이 고체화되는 과정입니다. 이 과정은 베어링을 다룰 때 중요한 정밀도가 요구되기 때문에 매우 정밀한 제품을 만들 수 있게 해줍니다. 예를 들어, 아주 작은 베어링은 제대로 작동하려면 정교하게 설계되어야 합니다.
그러나 사출 성형을 시작하기 전에 제품과 금형을 설계해야 합니다. 이때 Cimatron 소프트웨어가 중요한 역할을 합니다.
BNL은 2006년부터 Cimatron CADCAM 소프트웨어를 사용하여 큰 성공을 거두었으며, 이는 변화의 기미가 보이지 않습니다. 클락은 말합니다. “BNL이 사내 금형 설계를 시작하기 전에는 모든 금형 설계를 외부에서 구매했습니다.”
이 방법은 충분히 운영에 적합했지만, 금형 제조업체가 BNL보다 플라스틱 성형 베어링을 제조하는 데 필요한 과정과 정밀도에 익숙하지 않다는 단점이 있었습니다. 사출 성형이 요구하는 많은 기능과 정밀도가 필요할 때는 익숙함이 매우 중요합니다.
또한 클락은 “우리는 사내 금형 설계를 통해 금형 설계 제어를 더 잘하게 되었습니다.”라고 말합니다. 제어가 중요하며, 이를 통해 BNL은 원하는 정확한 치수 데이터를 얻을 수 있고, “모든 프로그래밍은 Cimatron에서 합니다.” 금형 설계 조정은 Mold Design 패키지로, 기계로 전달되는 3D CAM 패키지를 사용하여 작업을 진행할 수 있어 Cimatron은 직관적이고 효율적인 작업 방식을 제공합니다.
우리는 Cimatron 패키지가 플라스틱 팩 설계와 플라스틱 금형 설계에 특화되어 있어, 당시 다른 패키지들보다 훨씬 더 쉽고 빠른 프로세스를 제공한다는 것을 발견했습니다.
다른 CADCAM 소프트웨어 대신 Cimatron을 선택한 것은 여러 가지 소프트웨어를 검토한 결과이자 BNL의 툴 제조업체 중 한 곳의 추천을 받은 결과였습니다. 클락은 "당시 다른 패키지보다 훨씬 쉽고 빠른 프로세스를 제공하는 Cimatron 패키지가 플라스틱 팩 디자인과 플라스틱 공구 디자인에 적합하다는 것을 알게 되었습니다."라고 말합니다.
하지만 수년이 지난 지금도 여전히 유효할까요? 대답은 '그렇다'입니다. BNL은 시마트론을 사용하는 다른 외주 설계자들과 정기적으로 이야기를 나누는데, 공통된 의견은 여전히 훨씬 더 빠른 작업 방식을 제공한다는 것입니다.
BNL의 플라스틱 베어링은 다양한 산업에서 필수적인 역할을 합니다. 컨베이어 시스템부터 회의용 카메라, 스마트 컨트롤, 심지어 식기 세척기까지 BNL의 흔적은 어디에나 있으며, 그들의 영향력은 계속해서 확장될 것입니다.
주요 산업 중 하나는 자동차 산업으로, 베어링은 차량의 많은 부품, 예를 들어 조향 기둥과 인포테인먼트 제어 시스템에 필수적입니다. 그러나 현재 많은 차량이 LCD 터치스크린으로 전환되고 있어, 노브와 그에 맞는 베어링의 필요성이 줄어들 것이라고 생각할 수 있지만, 그렇지 않습니다.
“대형 OEM들이 수행한 시장 조사에 따르면, 운전자는 화면을 조작하기 위해 도로에서 눈을 떼야한다는 사실을 싫어하며, 이 문제에 대한 안전 우려도 인식되고 있습니다.”라고 클락은 말합니다. “운전자는 여전히 노브와 스위치형 장치를 선호합니다.” 이것이 바로 최근 BNL의 혁신적인 프로젝트가 등장한 이유입니다.
BNL은 Microchip Technology Inc.와 긴밀히 협력하여 "정전식 스크린에 위치 및 고정할 수 있는 컨트롤 노브를 설계하여 운전자가 BNL 컨트롤을 돌리고 눌러서 화면 메뉴와 선택 항목을 조작할 수 있도록 했습니다. 운전자가 도로에서 시선을 떼고 화면의 특정 영역을 스와이프하거나 터치해야 하는 대신, BNL 컨트롤 노브는 메뉴 옵션을 회전하며 운전자에게 햅틱 피드백을 제공하고, 운전자는 푸시하여 옵션을 선택할 수 있습니다.
이 디자인은 "Knob-on-Display"로 알려져 있으며, 회전 기능에 대한 수요는 계속될 것이지만, 베어링 설계는 더 많은 디지털 기술의 발전에 맞게 조정될 필요가 있음을 보여줍니다. BNL의 통합된 맞춤형 베어링 설계는 이미 이러한 미래를 향해 나아가고 있습니다.
새로운 아이디어가 풍부한 회사에서 나온 혁신적인 콘셉트이며, Cimatron 소프트웨어와 고도로 숙련된 엔지니어 팀의 협력으로 실현할 수 있습니다.
Written by Rupert Morgans-Wicks, CDG 3D TECH
Classic Tool & Die는 시마트론의 고급 CAD/CAM 소프트웨어를 활용하여 생산성을 75% 향상하고 탄소 배출량을 줄이는 동시에 까다로운 금형 설계 프로젝트를 성공적으로 해결하고 자동차 OEM과의 혁신을 촉진했습니다.
PTI Engineered Plastics는 전극 설계 및 자동화에 중점을 둔 금형실과 함께 효율성을 개선하고 가공 비용을 절감하며 고품질의 제품을 제공하고 있습니다.
Clips & Clamps Industries는 Cimatron CAD/CAM 소프트웨어를 활용하여 복잡한 금형 설계와 대량 생산 요구 사항을 효율적으로 처리하여 워크플로우를 간소화하고 설계를 최적화하며 재료 최적화 및 향상된 가공 기능을 통해 비용 크게 절감합니다.
Cimatron의 통합 CAD/CAM 소프트웨어 패키지는 데이터 변환 오류를 줄이고, 설계 프로세스를 간소화하며, 작업장 효율성을 개선하고, 공구 리드 타임을 단축하는 데 도움이 됩니다.
2elle-engineering SRL은 유연한 CAD 소프트웨어를 활용하여 고객의 요구 사항을 신속하게 충족하고 최고급 단조 휠을 생산할 때 프리미엄 품질을 유지합니다.
BNL Bearings은 내식성, 내열성, 내마모성, 윤활 필요성, 에너지 효율성 및 비용 절감과 같은 장점을 제공하는 플라스틱 베어링을 설계하고 제작하기 위해 CADCAM Cimatron 소프트웨어를 사용합니다.
