마이크론 수 감소 = 친환경 엔진

화석 연료 엔진의 효율성 향상과 이산화탄소 배출량 감축을 위한 지속적인 노력의 일환으로, 엔진 제조사들은 캠축과 크랭크축 같은 회전 부품의 공차에서 마이크론 단위의 오차를 줄이고 있습니다.

애드콜 코퍼레이션의 애디슨 D. 콜 CEO는 “지난 수년간 캠샤프트와 크랭크샤프트의 핵심 기하학적 치수 공차가 크게 강화되어 엔진 수명 향상, 연료 소비 감소, 배출가스 저감 효과를 거두었다”고 설명합니다. “지난 25년간 크랭크축의 원형도 공차는 8마이크론에서 3마이크론으로 감소했습니다. 미래의 친환경 차량은 매우 낮은 배출량을 가진 고성능 소형 엔진을 탑재할 것입니다. 이에 따라 생산 공차가 더욱 엄격해질 것이며, 이는 엔진 부품 제조업체들이 애드콜 기술을 채택하는 계기가 될 것입니다.”

500개 이상의 자동차 제조사 및 자동차 부품 공급업체가 캠축과 크랭크축의 품질 관리를 위해 애드콜의 자동 검사실을 사용합니다. 1957년 설립된 이 회사는 매사추세츠와 플로리다에 제조 시설을 보유하고 있으며 전 세계에 사무소를 두고 있습니다. 회사 매출의 약 60%는 자동차 OEM 업체와 농기계·건설장비 제조사, 아웃보드 모터 및 기타 소형 엔진 제조사에서 발생합니다. 나머지 40%는 항공우주 하드웨어 산업에서 비롯됩니다.

콜은 자동차 산업 전문지와의 이전 인터뷰에서 “애드콜 장비는 정확성과 다른 애드콜 계측기와의 호환성 측면에서 고객사에 기술적 우위를 제공해왔다”며 “주요 고객사들은 파워트레인 개발 연구실, 공장 내 검사실 또는 생산 현장에서 애드콜 계측기를 사용한다. 이들 기업은 생산 비용이 낮으면서도 최종 사용자에게 고품질 제품을 제공할 수 있다는 점을 잘 알고 있다”고 말했다.

이 회사는 엔진 부품 측정용 특수 기계 설계 및 제조 분야에서 50년 이상의 경험을 보유하고 있습니다. 또한 주로 미국, 유럽, 일본 항공우주 산업을 대상으로 우주 위성용 디지털 태양각 센서를 생산합니다. 애드콜의 고객사 목록에는 제너럴 모터스, 포드, BMW, 폭스바겐, 크라이슬러, 토요타, 피아트, 닛산, 르노, 현대, 볼보, 스즈키, 캐터필러, 다임러, BMW, 혼다, 커민스, FAW, 타타, MAN, 존 디어, SAIC, FAW, 동풍, 티센크루프 등이 포함됩니다.

자동차 산업용 애드콜의 주요 제품 중 하나는 ADCOLE 1310 고속 캠축 검사 계측기입니다. 이 장비는 최종 공정용 기계로, 시간당 최대 200개 부품의 상승 및 채터 마크 검출을 수행합니다. 이 완전 자동 계측기는 각 캠 로브와 캠 팔로워에 개별 측정 헤드를 사용하며, 0.1 마이크론의 분해능으로 1/10도마다 하나의 데이터 포인트를 수집하거나 회전당 3600개의 데이터 포인트를 수집합니다.

2011년 초, Adcole은 디젤, 선박 및 기관차 엔진 제조업체를 대상으로 최대 4.5미터 길이의 크랭크샤프트 측정을 위한 Adcole Model 1200-10 크랭크샤프트 측정기를 곧 출시할 것이라고 발표했습니다. 이 장비는 유전 및 발전 분야에도 적합합니다. 이 제품은 최대 4.5미터 길이의 크랭크샤프트 측정을 위해 런아웃이 0.25μm 미만인 독자적인 볼 베어링 샤프트를 특징으로 하며, 스윙 직경은 560mm, 무게는 2.050kg입니다.

레이저 간섭계와 330mm 스트로크의 접촉식 팔로워를 결합하여, 이 정밀 측정기는 진자 블록의 3,600개 데이터 포인트를 원형도 및 직선도 측정 시 0.5μm의 정확도로 측정할 수 있습니다. 사용 편의성과 출력 유연성을 위해 50cm 터치 스크린과 윈도우 기반 운영체제를 탑재한 애드콜 모델 1200-10 크랭크축 측정기는 15분 이내에 크랭크축 전체 측정을 완료할 수 있습니다. 회사에 따르면, 이 견고한 기계는 7톤의 대형 60cm 두께 표면판이 장착된 구조용 강철 헤드 박스 기반 위에 구축되어 총 중량 22톤을 자랑합니다.

Automotive Industries는 Adcole 의 부사장인 J. Brooks Reece와 인터뷰를 진행하며 Adcole Model 1200-10의 독특한 기능에 대해 자세히 설명해 달라고 요청했습니다.

리스: “아드콜만이 서브마이크론 정밀도로 이처럼 대형 크랭크샤프트를 제작합니다. 이러한 성능을 달성하기 위해 아드콜은 부품의 무게, 스트로크, 길이를 처리할 방법을 고안해야 했습니다. 특히 화강암 표면판은 3.3미터 게이지에 사용된 것보다 두 배 무겁습니다. 스핀들 지지대를 더 강하게 제작했으며 화강암에 장착하는 기술도 재설계했습니다.”

이처럼 무거운 부품의 회전 시작 및 정지를 제어하기 위해 스핀들 모터 구동 장치가 개발되었습니다. 테일스톡은 조이스틱 제어 방식으로 완전히 프로그래밍 가능하며, 테일스톡 중심이 정확히 정렬되었는지 확인하기 위한 비디오 모니터를 포함합니다. 안전성을 높이기 위해 공압 시스템을 추가하여 헤드와 루스 헤드 센터를 통해 공기를 주입해 부품이 올바르게 장착되었는지 감지합니다. 수직 샤프트 구동 장치와 유명 아드콜 모델 1200의 상징인 레이저 간섭계 측정 시스템에도 설계 변경이 이루어졌습니다.

AI: Adcole을 혁신 기업으로 어떻게 설명하시겠습니까?

리스: 우리는 고객이 가능한 한 가장 정확한 계측기를 보유해야 한다고 항상 믿어왔습니다. 이는 공정 공차의 여유를 더 많이 확보할 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 측정 과정이 부품 공차의 10% 이상을 차지한다면, 공차 생산량은 줄어들고 양품이 불량으로 판정될 가능성이 높아집니다. 애드콜은 동급 최정밀 계측기를 생산하며, 고객은 이를 통해 전략적 이점을 얻습니다.

AI: 크랭크샤프트와 캠샤프트를 위한 애드콜의 첨단 측정 솔루션 개발 현황에 대해 설명해 주세요.

리스: 모든 주요 자동차 및 대형 디젤 엔진 제조사들은 애드콜에 의존합니다. 수년간 고객사들은 최신 설계에 맞는 특수 측정 기능 개발을 요청해 왔습니다. 일부 경우에는 완전히 새로운 기계를 개발해 달라고 요청하기도 했습니다. 미국 내 주요 고객사 중 한 곳은 측정 순서를 자동으로 수행할 수 있는 표면 마감 기계를 제작해 달라고 요청했습니다. 이는 업계 최초의 크랭크샤프트용 자동 거칠기 측정기였습니다. 이 기계의 또 다른 독특한 점은 각 사분면에서 메인 저널과 저널을 측정할 수 있는 능력으로, 이는 엔진 소음을 최소화하고 엔진 수명을 늘리는 데 필수적입니다. 고객사들은 점점 더 캠축과 크랭크축의 형상 및 거칠기 측정을 위해 저희 제품을 선택하고 있습니다.

AI: 친환경 솔루션에 대한 수요 증가를 귀사의 연구개발 및 후속 제품 개발은 어떻게 반영하고 있나요?

리스: 애드콜은 엔진 출력과 연비에 핵심적인 회전 부품들을 측정합니다. 결과적으로 이러한 부품들은 청정 배기 가스 배출에도 영향을 미칩니다. 향후 5년간 전 세계 차량 생산량은 현재 7,500만 대에서 1억 대로 증가할 전망입니다. 중국과 인도 각각 1억 대의 차량이 도로에 추가되면서 고속도로와 교량에 대한 인프라 투자가 이루어질 것입니다.

이러한 확장 단계에서 시장과 규제 기관은 연료 소비와 배출 가스에 주목할 것입니다. 과거와 마찬가지로 애드콜은 엔진 성능 개선과 생산 비용 절감에 지속적으로 기여할 것입니다.