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[TECH] 자동차에 플라스틱 베어링을 쓰는 5가지 이유

차량 경량화·친환경 차 관심↑, 기존 철강 소재 플라스틱 같은 경량 소재로 대체

[TECH] 자동차에 플라스틱 베어링을 쓰는 5가지 이유
제품 가격뿐만 아니라 유지보수 및 제조 비용이 적게 드는 플라스틱 베어링은 금속 베어링보다 훨씬 경제적이다. (출처=igus gmbH)

[산업일보]
플라스틱 베어링이 들어가 있는 자동차는 몇 종류나 될까?

오히려 쓰지 않는 자동차를 찾는 게 쉬울 만큼 플라스틱 베어링은 현재 거의 전 차종에 적용되고 있다. 차량 경량화 및 친환경 차 개발에 대한 관심이 증가되면서 기존 철강 소재를 플라스틱과 같은 경량 소재로 대체하고 있기 때문이다.

지난해 전체 자동차 시장에서 3억만 개의 베어링을 판매한 엔지니어링 플라스틱 베어링 생산 업체 igus®는 국내 적용사례 또한 계속 증가 추세라고 밝혔다. 이 관계자는 국내 거의 모든 차량에 적용돼 있는 ABS 펌프의 경우 이구스 플라스틱 베어링이 적용돼 있다고 말했다.

한국이구스 김수일씨는 "초창기만 해도 igus 베어링에 대해 가장 많이 물어본 부분은 가격”이라며 플라스틱 베어링을 쓰는 첫 번 째 이유로 비용 부분을 꼽았다.

오토모티브 베어링 선택에 있어 1개의 제품 가격 비교는 사실 별 의미가 없다. 자동차 한 대에만 150개에서 300개의 베어링이 들어가는 데다 대부분 양산이라 생산 및 제조 과정과 함께 이들의 유지 보수도 비용에 포함하기 때문이다. 그런 면에서 사출로 계속해서 찍어낼 수 있는 플라스틱 베어링은 금속 베어링과 달리 제조 과정이 간단하고 공정 주기가 짧다. 1m³의 플라스틱 제조에 1천 리터의 원유가 필요한 반면, 1m³의 스틸 제조에는 1만1천 리터의 원유가 사용된다.

[TECH] 자동차에 플라스틱 베어링을 쓰는 5가지 이유
금속 베어링의 1/5밖에 되지 않는 플라스틱 베어링의 무게. 약 80%의 경량화 효과를 볼 수 있다.(출처=igus gmbH)

다음으로는 중량 감소 효과다.

iglidur 폴리머 베어링은 기존의 금속 베어링보다 최대 5배나 가볍다. 금속 베어링 한 개의 무게를 5g으로 봤을 때 1g밖에 나가지 않는 플라스틱 베어링은 4g의 중량 감소를 가져와 최대 80%의 경량화를 보장한다는 의미다. 차체 중량 감소로 얻을 수 있는 추가 이점은 연료 소모를 줄일 수 있다는 점에서 경제적이다.

소음감소와 관련, 소음 및 잡음 테스트라고도 하는 BSR테스트는 자동차 산업에서 시작된 음향 기법으로 소음의 양을 측정하는데 사용한다. 소음은 마찰이 일어나는 곳에서 발생하는데 이구스의 고성능 폴리머는 마찰 최적화 재질로 소음이 거의 없다. 자동차 시트나 힌지, 액츄에이터는 물론 차량 내부 적용에 있어 유리한 편이다.

일부 전착공정의 경우 베어링을 장착하는 부분에 종종 거친 장착 면과 불 균일한 홈이 있는데 이구스 플라스틱 베어링은 전착 공정에서 발생하는 열팽창 현상으로 이를 자가보정 한다.

이 외에도 igus는 거의 모든 형상의 플라스틱 베어링을 사출 성형할 수 있는 커스텀 서비스를 제공한다. 맞춤형 형상으로 제작하는 경우에도 자유로운 재질은 물론 설치 타입까지 지정할 수 있다. 판금 홀 설치를 위해 제작된 clip-on 베어링(부싱 압입 후 맞은편에 와셔를 장착하게끔 한 제품)이나 간단히 축 방향 압입이 가능하게 한 Easy clip 등이 그 예다.

김수일 씨는 “igus는 마찰 계수나 마모 외에도 온도, 하중, 표면 속도 등 다양하고 세분화된 매개변수에 따라 개별 테스트도 진행”하고 있다며 “50년의 꾸준한 플라스틱 연구가 축적돼 있어 환경 설정만 해도 수명이 계산됩니다. 제품의 장점을 고객에게 설득시키는 게 아닌 데이터로 증명할 수 있다”고 했다.
김우겸 기자 kyeom@kidd.co.kr

국제산업부 김우겸 기자입니다. 독일과 미국 등지의 산업현안 이슈들을 정확하면서도 신속히 보도하겠습니다.

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