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‘마찰’이 갖는 상당한 잠재력

학창 시절 물리학 수업에서 처음 배웠던 것들 중 하나는 접촉된 상태에 있는 두 물체 사이에 움직임이 있을 때 마찰이 발생한다는 것입니다. 과학자들은 어떻게 하면 이러한 효과를 활용할 수 있을지 혹은 최소화 할 수 있을지에 대해 연구합니다. 그리고 코팅은 여기에서 결정적인 역할을 합니다.

추운 날씨에 손을 비벼 따뜻하게 할 때, 미끄럼 마찰은 분명히 바람직한 것입니다. 만약 타이어와 도로 사이에 정지 마찰이 없다면 어떤 자동차도 커브를 돌 수 없을 것입니다. 반면, 다소 불만족스러운 구름 마찰은 직선 주행시에 원활한 진행을 방해합니다.

원하든 원하지 않든 마찰력은 두 물체의 움직임에 대응하고 심지어 그것을 억제하거나 방지하기도 합니다. 그 이유는 표면의 특성에 있는데, 겉으로 보기에는 매끄러운 표면도 현미경을 통해 보면 사실은 거칠고 서로 얽혀 있기 때문입니다.

저마찰 = 비용 절감 및 이산화 탄소 감소

마찰과 마모 사이에는 근본적인 관계가 있습니다. 결과적으로, 부품의 성능 및 서비스 수명은 마찰 거동에 따라 결정적인 차이가 납니다.

German Gesellschaft für Tribologie (GfT, 윤활학회; www.gft-ev.de)에 따르면, 산업화 된 국가에서 마찰과 마모로 인해 야기되는 손실이 연간 GNP의 2~7%에 이른다고 합니다. 또한 GfT가 작년에 발표한 연구에 따르면 마찰 감소를 통해 독일의 모빌리티 분야에서만 2030년까지 약 2,200만톤의 이산화탄소를 감소시킬 수 있다고 합니다.

마찰 공학(Tribology) : 새로운 융합 과학

마찰 공학(Tribology) : 새로운 융합 과학

마찰을 사용하거나 제거하기 위한 과학적인 시도들이 계속되어 왔습니다. 지난 세기 중반에는 기계 공학, 재료 공학, 물리학 및 화학을 융합하는 별도의 과학 분야로 발전하기도 했습니다. 마찰 공학(Tribology)은 고대 그리스의 Tribein(비비는, 입는)과 lógos(가르침, 지식)에서 유래된 단어입니다.

코팅적용을 통한 마모 최소화

디자인 엔지니어들은 부품 설계를 최적화하여 마찰로 인한 마모를 최소화하고자 노력합니다. 또한 오일, 그리스 또는 물과 같은 윤활제와 재료의 조성을 최적화하여 마찰을 최소화하고자 노력합니다. 종종 부품의 표면을 코팅하는 것이 훨씬 더 효율적입니다.

  • 올리콘 메트코가 개발한 SUMEBore 코팅 기술은 마찰을 줄이고 내식성을 증가시키며 내연 기관의 실린더 보어 마모를 감소시킵니다. 이를 통해 연료를 최대 2~4%까지 절약할 수 있습니다. 오일의 소모량을 최대 30%까지 감소시키고 특히 디젤 엔진의 경우 최대 75%까지 오일 소모량을 감소시킵니다.
  • 기존의 솔루션에 비해, 올리콘 발저스의 코팅은 레이싱카 섀시의 프론트 서스펜션 튜브의 마찰을 최대 20%까지 줄여줍니다.
  • 오일 및 가스 산업용 밸브를 위한 올리콘 발저스의 PVD 코팅은 강에 비해 마찰 계수를 최대 5배까지 감소시킵니다(마찰계수: ~0.05). 또한 코팅을 통해 물, 가스 뿐만 아니라 고온에서도 마찰 토크를 낮출 수 있습니다.
  • 볼 조인트 스티어링 어셈블리 부품의 경우 극심한 마모 및 부식에 노출되기도 하지만, 우수한 마찰 및 미끄럼 특성을 가져야 합니다. BALITHERM IONIT OX 코팅은 표면 경도, 내식성 및 내마모성을 강화하고 경질 크롬 도금 및 염욕 질화와 같은 공정과 비교하여 친환경적인 솔루션입니다.
  • 절삭 공구에 올리콘 발저스의 코팅을 적용하면 절삭 속도를 크게 향상시키고 가공 시간 및 비용을 절약하며 공구의 수명을 연장 시킬 수 있습니다.

주요 포커스는 ‘마찰’ 그 자체가 아니라 현대의 차량에 사용되는 변속기 부품의 마찰에 있습니다. 올리콘 메트코의 Friction Systems 사업부는 서비스 수명 연장 및 변속 편의성 향상을 위해 모든 일반 변속기 오일과 호환 가능한 고성능 싱크로나이저 링 부품 및 프릭션 라이닝으로 처리된 모듈을 제조합니다.

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Petra Ammann

Petra Ammann

Head of Communications Oerlikon Balzers
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