NORGLIDE®의 역사

단순한 휠 베어링에서 최신 NORGLIDE^® 모듈식 슬라이딩 베어링 기술까지 베어링 기술은 약 6,000년의 역사를 통해 발전해 왔습니다. Saint-Gobain의 믿을 수 있고 높은 내구성의 베어링 제품이 어떻게 시작되었는지 확인 하실 수 있습니다.

플레인 베어링의 역사

베어링의 역사는 약 6,000년 전 바퀴가 처음 사용되면서 시작되었습니다. 바퀴는 그 자체로 역사적 발명이었지만 실용적인 운송 기술로 사용 되기 위해서는 카트에 고정하는 방법이 필요했습니다.

바퀴 구조에 플레인 베어링이 도입되며 중량물 운송이 가능하게 되어 오늘날 필수 기술로 발전되었습니다. 가장 기본적으로 플레인 베어링은 다음의 기능들이 가능해야 합니다.

• 고정부에 회전부 장착
• 차축이 계속 회전할 수 있도록 함
• 과도한 마모 방지
• 과도한 마찰 방지

플레인 베어링은 이러한 모든 요구 사항을 충족하지만 효율적이지 않습니다. 수천 년이 지났지만 이 기술은 최초의 디자인과 놀라울 정도로 유사하게 유지되고 있습니다. 목표를 보다 효율적으로 달성하기 위해 재료가 변경되었지만 최신 베어링도 최초의 베어링과 동일한 문제를 해결해야 합니다.

기존 플레인 베어링 설계의 두 가지 주요 문제:

• 마모량
• 마찰력

위의 두 가지 문제를 줄이기 위해 윤활유를 사용했지만 베어링은 여전히 자주 교체해야 하는 고마모 품목이었습니다. 역사의 흐름에 따라 플레인 베어링은 주요 구성 요소의 내마모성 및 저마찰 기능을 개선했습니다.

Pampus에서 현대 Saint-Gobain까지

METALOPLAST^®에서 NORGLIDE^®로

PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)는 1938년 우연히 발견된 합성 중합체입니다. 불소계 중합체는 처음 조리기구용 코팅제로 대중화되었지만 연질 플라스틱인 PTFE에는 몇 가지 약점이 있음이 발견되었습니다. 마모가 심하여 열화되고 하중이 가해지면 cold flow 현상(고무, 플라스틱 또는GASKET등의 고체가 하중을 받아 상온에서 유동, 변형하는 것)이 발생합니다. 이러한 성질은 그 당시 PTFE의 사용을 제한했습니다. 이를 극복하기 위해 다양한 전략이 추진되었고 1960년대 후반, 체코슬로바키아 연구 기관인 SVÚM이 METALOPLAST^®라고 부르는 금속 메쉬와 PTFE가 결합된 소재를 만들었습니다.  

당시에는 '철의 장막'으로 인해 동유럽과 서유럽의 소통이 어려웠습니다. Pampus의 전무 이사인 Fred Harig는 해당 기술의 중요성을 깨닫고 제조법과 METALOPLAST^® 이름을 구입하였습니다.

METALOPLAST^®를 산업적 규모로 적용하기 위한 신뢰할 수 있는 고성능 재료로 활용을 위해서는 몇 가지 개선이 필요했습니다. 1972년 Fred Harig는 자동차 산업에서 혁신적인 베어링 재료를 만들기 위해 개선 사항을 사용하여 특허를 출원했습니다.

베어링 재료로써 PTFE

PTFE라는 혁신적인 폴리머는 1943년 베어링 구조에서 처음으로 적용되었습니다. PTFE는 붙지 않는 재료로 PTFE와 금속 사이의 적합한 연결은 항상 도전 과제입니다. 1951년 Glacier사는 다공성 청동 층이 있는 재료에 특허를 냈습니다. 이것은 PTFE를 금속 표면에 기계적으로 고정하기 위한 훌륭한 방법이었습니다.

Glacier(현재 GGB)는 이 프로세스를 더욱 개선하고 1956년에 DU^®를 출시했습니다. DU^®는 금속 지지 층을 가지는 베어링으로 동종 최초의 PTFE 기술을 기반으로 개발되었습니다. 그런 다음 1969년에서 1971년 사이에 유연한 METALOPLAST^®(현재 NORGLIDE^® MP)가 개발되어 특허를 받았으며 뻣뻣한 DU^® 재료와 부드러운 PTFE 원단 사이의 간격을 좁혔습니다. 접착 기술(NORGLIDE^® M / T / SM)을 기반으로 한 최초의 적층 PTFE 베어링은 1987년에 특허를 받았습니다.

NORGLIDE^® 재료는 처음부터 납이나 크롬(VI)과 같은 중금속을 사용하지 않고 설계되었기 때문에 환경 친화적인 베어링 기술의 선구자입니다. DU^® 중 최초의 납이 첨가되지 않은 제품은 자동차 베어링 제조에서 친환경 제품에 대한 법률에 따라 1995년에 개발되었습니다.

친환경 생산의 또 다른 예는 PTFE 생산 공정에 사용되는 보조제인 PFOA(Perfluorooctanoic Acid) 사용을 중단하는 것입니다. PFOA라는 화학 물질이 2009년에 중요한 환경 문제를 유발하는 물질로 밝혀졌을 때, 당사는 환경 영향을 최소화하기 위해 주의 깊게 제조 공정을 추적 관찰하였습니다. NORGLIDE^® 재료의 생산 공정에서 PFOA는 긍정적인 효과가 없었으며, PFOA가 없는 PTFE를 사용하는 것은 NORGLIDE^® 재료의 성능에 영향을 미치지 않습니다.

METALOPLAST^®를 사용한 첫번째 제품

METALOPLAST^®가 자동차 산업에서 어떻게 사용될 수 있는지를 볼 수 있는 첫 번째 기회 중 하나는 폭스바겐의 도어 힌지 제조였습니다. 이 기술은 일반적인 도어 힌지 문제를 해결하고 오래 지속되는 고품질 승차감을 제공할 수 있었습니다.

고전적인 Beetle의 디자인은 큰 성공을 거두었지만 작동 기간 중 시간이 지남에 따라 문이 처지기 시작하여 유지 관리 문제를 야기하였습니다. 최종 목표는 일상적인 윤활유나 수리가 필요하지 않지만 수명 기간 동안 소음이 없고 안정적인 성능을 유지하는 힌지를 만드는 것이었습니다.

유연하지만 강한 PTFE 기반 복합 재료를 사용한 혁신적인 측면 도어 힌지는 안정적인 제품이 되었고 Volkswagen Golf I에 유지 보수가 필요 없는 베어링으로 사용되었습니다.

NORGLIDE^® 혁신

Saint-Gobain은 1990년 NORGLIDE^®로 공식 출시될 때까지 METALOPLAST^® 설계를 계속 개선해 왔습니다. 그 이후로 모듈식 슬라이딩 베어링은 고객 사양에 맞는 다양한 유형과 재료 구조를 가졌습니다.

NORGLIDE^® T와 M 구조로 시작한 후 수년에 걸쳐 여러 가지 소재 구조를 빠르게 개발하였습니다. 1990년부터 새로운 슬라이딩 베어링 구조들은 업계에서 향상된 성능과 다양한 Application에 적용 가능하도록 하였습니다.

오늘날 자동차 애플리케이션에 사용할 수 있는 여러 소재가 있습니다. 고품질 슬라이딩 베어링을 찾을 때 선택할 수 있는 일반적인 소재 이름은 다음과 같습니다.

• MP
• T
• M
• SM
• SMTL
• PRO
• S
• H

각각의 소재 구조는 PTFE 또는 저마찰 폴리머가 내구성 있는 금속 지지층과 결합된 형태입니다. 사용되는 폴리머와 금속 지지층은 특정 공정의 요구 사항을 충족하기 위해 다양하게 구성됩니다. 화합물은 방향족 폴리에스테르, 탄소, 흑연, 유리 및 기타 충전제를 포함할 수 있습니다.

금속 지지층은 강철, 스테인리스강, 알루미늄, 청동 클래드 강 또는 알루미늄 클래드 강 등이 사용됩니다. 제품의 최종 용도에 따라 최적의 슬라이딩 베어링을 위한 금속 및 폴리머 재료를 선택합니다.

베어링의 형상

소재 구조뿐만 아니라, 베어링의 다양한 모양과 형상을 선택할 수도 있습니다. 최적의 모양을 선택하기 전에 특정 용도와 여유 공간 요구 사항을 고려해야합니다.

• Flanged
• Cylindrical
• L-bearing
• Thrust washer
• Sliding plate
• Spherical
• Conical
• Half-shell

모양은 제품과 용도에 따라 결정됩니다. 베어링은 움직이는 부품 범위에서 마찰을 줄이는 데 사용됩니다. 최적의 베어링 형상에 영향을 줄 수 있는 구성요소의 틈새와 간섭을 고려해야합니다.

선택한 형상에 관계없이 폴리머와 금속 지지층의 이중층이 NORGLIDE^® 베어링을 만드는 기본 설계 사양입니다.

NORGLIDE^® 베어링의 장점

PTFE 특성으로 유지 관리가 최소화되고 마찰이 최소화됩니다. Saint-Gobain 내의 팀들은 고체 재료에 대한 최소 마찰 계수를 제공하는 베어링 설계를 연구합니다.

베어링의 자체 윤활 특성은 수년간 유지 보수가 필요 없는 성능을 보장합니다. 저마찰 설계는 고부하 조건에서도 무윤활 운전 및 안정성을 보장합니다.

Misalignment를 보상하고 작동 시 소음을 줄이는 베어링을 선택하실 수 있습니다. NORGLIDE^® 베어링의 내구성과 부드러운 성능을 기반으로 하여 인상적인 진동 감쇠 및 부식 감소를 제공합니다.

NORGLIDE^®에 대해 자세히 알아보세요.

Saint-Gobain 팀과 함께 최신 베어링 기술과 기능, 베어링 역사에 대해 살펴보시기 바랍니다. 당사 엔지니어링 팀이 자동차 문제를 극복하기 위해 맞춤형 구성 요소를 만드는 데 어떻게 도움을 줄 수 있는지 알아보시려면 저희에게 문의 바랍니다. Contact us e-mail: makingabigdifference@saint-gobain.com