3D 사이언스 밸리의 시장 조사에 따르면, 세라믹 3D 프린팅 기업들은 생산 수준의 세라믹 3D 프린팅 시스템 및 소재 연구 개발에 집중하고 있으며, 저비용 고정밀 3D 프린팅 기술이 시장에 진입하고 있습니다. 세라믹 적층 제조의 최신 발전 추세는 세라믹 5G 안테나, 세라믹 콜리메이터, 원자력 부품, 세라믹 베어링 등 고부가가치 제품 제조 분야로의 진출입니다.
최근 중국기계학회에서 전세라믹 베어링 시리즈 3개 그룹 표준을 공식 발표했습니다.
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구씨의 칼럼 "3D 프린팅 세라믹의 역사, 발전 및 미래"에서는 고밀도 및 구조적으로 우수한 세라믹 부품을 제작하는 데 사용되는 7가지 3D 프린팅 기술을 역사적 관점에서 살펴봅니다. 금속 및 플라스틱 소재보다 10년 이상 늦게 시작된 세라믹 적층 제조의 여러 어려움은 고온 가공, 결함에 민감한 기계적 특성, 열악한 가공성 등 구조용 세라믹 가공의 고유한 난제에서 비롯됩니다. 세라믹 적층 제조 분야를 성숙시키기 위해서는 향후 연구 개발이 소재 선택의 폭 확대, 3D 프린팅 및 후처리 제어 개선, 그리고 다중 소재 및 하이브리드 가공과 같은 고유한 기능 개발에 집중해야 합니다.
산업 장비의 "연결부"
베어링은 산업 설비의 "연결부"로 여겨지며, 그 성능은 국가 경제 및 국방 분야의 1조 개 이상의 주요 설비의 안정적인 작동에 직접적인 영향을 미칩니다.
전세라믹 베어링은 내륜/외륜 및 구름체와 같은 구성 요소가 세라믹 소재로 만들어진 첨단 베어링 제품을 말합니다. 고정밀 전세라믹 베어링은 국내 CNC 공작기계, 국방, 항공우주, 석유화학, 의료기기 등 첨단 장비 기술 분야에서 수요가 높으며, 그 제조 수준은 국가 첨단 제조업의 핵심 경쟁력을 반영합니다.
첨단 장비용 초정밀 전세라믹 베어링의 국산화는 국내 산업 및 장비 제조업의 전반적인 수준과 핵심 경쟁력 향상, 그리고 국내 첨단 장비의 지능화 및 친환경화 발전을 촉진하는 데 매우 중요한 의미를 지닙니다.
고급 장비에 전세라믹 베어링 적용
전세라믹 베어링에 사용되는 엔지니어링 세라믹 소재는 주로 질화규소(Si3N4), 지르코니아(ZrO2), 탄화규소(SiC) 등을 포함하며, 기존 금속 소재에는 없는 우수한 물리적 및 화학적 특성을 지니고 있습니다. 이러한 소재로 제작된 전세라믹 베어링의 주요 장점은 다음과 같습니다.
(1) 엔지니어링 세라믹 재료의 경도는 일반 베어링강보다 훨씬 높으며, 동일 작업 조건에서 동일 유형의 전세라믹 베어링의 수명을 30% 이상 늘릴 수 있습니다.
(2) 엔지니어링 세라믹 재료의 열 변형 계수는 베어링강의 1/4~1/5에 불과하며, 전세라믹 베어링은 극고온, 저온 및 큰 온도차 작동 조건에서 우수한 열충격 저항성과 안정적인 서비스 성능을 나타낼 수 있습니다.
(3) 엔지니어링 세라믹 재료의 밀도, 회전 관성 및 원심력이 작아 초고속 및 강력한 내하력, 우수한 내마모성, 낮은 고장률을 갖습니다.
(4) 엔지니어링 세라믹은 내식성, 자기전기 절연성 등의 특성을 가지고 있으며 부식성, 강자기장 및 전기 부식 조건에서 작업 성능에 있어 절대적인 이점을 가지고 있습니다.
현재, 전세라믹 베어링의 최대 작동 온도는 1000℃를 돌파했으며, 연속 작동 시간은 5만 시간 이상에 달합니다. 또한, 자윤활 특성을 지니고 있어 무윤활 조건에서도 작동 정밀도와 수명을 보장할 수 있습니다. 전세라믹 베어링은 구조적 특성상 엔지니어링 분야에서 금속 베어링의 단점을 완벽하게 보완합니다. 초고속, 고온/저온 저항성, 내마모성, 내식성, 자기전기 절연성, 무윤활 자윤활 등의 특성을 갖추고 있어 극한 환경 및 특수 작업 조건에 적합하며, 첨단 기술 분야에서 폭넓은 응용 가능성을 가지고 있습니다.
모든 세라믹 베어링 표준
최근 중국기계학회 표준화실무위원회는 다음과 같은 세 가지 표준을 공식 승인하고 발표했습니다.
전세라믹 평베어링 원심 평베어링 (T/CMES 04003-2022)
롤링 베어링, 전세라믹 원통형 롤러 베어링 (T/CMES 04004-2022)
"원통형 전세라믹 볼 베어링 제품의 기하학적 사양 및 공차"(T/CMES04005-2022)
이 일련의 표준은 중국기계학회 생산공학분과에서 주관하고, 선양건축대학교(국가 및 지방 공동 엔지니어링 연구소인 "고급 석재 수치 제어 가공 장비 및 기술")가 주도하여 개발되었습니다. 이 표준은 2022년 4월부터 공식적으로 시행될 예정입니다.
본 기술 표준 시리즈는 전세라믹 조인트 베어링의 관련 용어, 정의, 특정 모델, 치수, 허용 오차 범위 및 간극 기준을 명시합니다. 또한 전세라믹 원통형 롤러 베어링의 분류, 가공 기술 요구 사항, 매칭 기술 요구 사항 및 커터 홈 기술 요구 사항을 규정하고, 원통형 구멍 전세라믹 볼 베어링의 크기 및 기하학적 특성, 공칭 크기 한계 편차 및 허용 오차 값을 정의하며, 전세라믹 베어링의 작동 인터페이스(모따기 제외)를 정의합니다. 본 표준 시리즈를 기반으로 전세라믹 베어링의 설계, 생산, 조립 및 시험 공정을 더욱 표준화하여 세라믹 베어링의 전반적인 품질 성능을 보장하고, 가공, 시험 및 사용 과정에서 불필요한 손실을 방지하며, 국내 전세라믹 베어링 산업의 건전하고 질서 있는 발전을 이끌고, 사용 과정에서 안전성, 신뢰성 및 경제성을 증진시켜 국내 전세라믹 베어링 제품의 정밀도 향상에 크게 기여합니다.
중국기계학회(cMES)는 국내외 표준화 활동을 수행할 자격을 갖춘 국가 사회 단체입니다. cMES 표준 개발은 기업과 시장의 요구를 충족하고 기계 산업의 혁신과 발전을 촉진하는 것을 주요 업무 중 하나로 삼고 있습니다. 중국 내 기관 및 개인은 cMES 표준의 제정 및 개정에 대한 제안을 제출하고 관련 작업에 참여할 수 있습니다.
CMES의 표준화 실무위원회는 국내 대학, 연구 기관, 기업, 시험 및 인증 기관 등에서 활동하는 저명한 전문가 28명으로 구성되어 있으며, 40개의 전문 실무 그룹이 표준 개발을 담당하고 있습니다.
게시 시간: 2022년 3월 30일