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불필요한 잡음은 줄이고, 필요한 소리만 남기는 기술

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글 : 원선웅(mono@global-autonews.com)
승인 2018-06-14 09:19:40

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NORGLIDE® 베어링 및 RENCOL® 톨러런스 링 제조업체인 생고뱅은 2016년 영국 브리스톨에 최첨단 무향실을 설치했다. 무향실 실험을 통해 자동차 시트, 도어, 스티어링 시스템 및 차량 시스템에서 발생하는 소음 및 진동을 테스트하여 고객에게 실험 데이터와 소음에 대한 효과적인 개선책을 제공할 수 있다. 생고뱅의 샤시 전문 개발 담당자 크리스 니드스 (Chris Needes), NVH 전문가 사이몬 휴 (Simon Hughes), NVH 전문가 알프레드 레스브리지 (Alfred Lethbridge), 이 세 명의 전문가에세 생고뱅의 설비에 대한 이야기를 들어 보았다.

 

Q: 기본적인 이야기부터 시작해 보자. 무향실이란 무엇이며 자동차와 무슨 관련이 있나?
알프레드 레스브리지: 한 마디로 굉장히 조용한 공간이다. ‘무향’이란 무반사, 즉 메아리가 발생/존재하지 않는 것을 말한다. 따라서 ‘무향실’(anechoic chamber)은 소리의 반사를 완전히 흡수하여, 테스트 결과에 영향을 줄 수 있는 외부 소음으로부터 격리된 공간이다.


자동차 산업에서 진동음이나 마찰음 등의 소음(BSR, Buzz, Squeak, Rattle) 제거가 갈수록 중요해지고 있다. 따라서 이러한 테스트 시설은 자동차 부품 설계 시 중요한 역할을 한다. 많은 자동차 제조사가 차량의 시트나 스티어링 시스템에서 발생하는 불필요한 소음은 줄이고, 차 문을 여닫거나 엔진 속도가 올라갈 때에는 적절한 소음을 발생시키는 기술을 모색하고 있다. 이제 여기에 무향실을 이용하여 전체 시스템과 조립품을 평가할 수 있게 된 것이다.

 

Q: 생고뱅에서 이런 시설을 갖추기로 결정한 이유는 무엇인가?
사이먼 휴: 먼저, 어떤 통계에서든 사용자가 자동차 등의 운송 수단의 품질을 평가하는 가장 중요한 기준이 소음이라는 점을 인식해야 한다. 차량 엔진의 소음이 상당부분 감소하면서, 도어, 시트, 스티어링 등 차량 내부 잡음을 줄이는 것에 점점 관심이 커지고 있다. 우리가 진행하는 프로젝트 중 무려 25% 가량이 NVH(소음, 진동 및 딱딱함) 문제에 관한 것이다. 이 프로젝트의 목표는 소음이 없는 차내 환경을 구현하는 것이다. 엔진이 조용할수록 시트, 도어, 스티어링 시스템과 같은 자동차 실내 고정 설비에서 발생하는 소음이 더 부각되기 때문이다.


생고뱅에서 생산하는 제품은 복합 베어링 및 톨러런스 링으로 소형 부품이지만, 자동차 시트나 도어, 스티어링 시스템과 같은 최종 조립품에 중요한 영향을 미친다. 생고뱅 제품은 뛰어난 소음과 진동 제거 효과가 있으며, 이제 무향실에서 실시하는 테스트를 통해 그 성능과 효과를 더욱 확실히 입증할 수 있다. 시스템의 소음과 진동을 정밀하게 테스트함으로써 개별 부품 및 전체 조립 공정에서 개선할 사항을 정확히 파악할 수 있는 것이다.


무향실 시설을 이용하여 보다 정확하고 신속하게 생고뱅 제품의 우수한 소음 및 진동 최소화 효과에 대한 데이터 측정이 가능하다. 또한, 실험과 연구, 신제품 개발에 집중할 수 있어 자동차 주요 어플리케이션에 현재 적용 중인 제품은 물론 향후 출시될 제품까지 성능 개선에 큰 역할을 할 것으로 전망된다. 뿐만 아니라 베어링 제품의 잠재적 이점에 대한 연구 결과를 바탕으로 자동차 제조사 및 시스템 공급업체와 함께 시스템 수준의 연구도 수행할 수 있다. 또한 생고뱅의 기업 문화에 뿌리를 둔 혁신과 창조의 정신을 더욱 꽃피우는 매개체가 되어 줄 것이다.

 

Q: 생고뱅 고객들에게는 어떤 이점이 있을까?
사이먼 휴: 간단히 설명하면 자동차 시스템의 각종 소음을 줄일 수 있다는 이점이 있다. 좀 더 자세히 얘기하면, 생고뱅과 같은 Tier 2 공급업체가 이렇게 최첨단 시설을 갖추고 있는 경우는 드물다. NORGLIDE® 베어링 및 RENCOL® 톨러런스 링과 같은 제품이 조립 완제품에 미치는 영향은 개별 테스트 결과로는 파악하기 어렵다. 완제품 및 시스템 수준에서 기능적 이점을 제공하는 제품이므로 해당 수준에서도 테스트가 이루어져야 한다. 무향실을 활용하면 시스템 공급업체 또는 자동차 제조업체를 기준으로 테스트를 시행할 수 있다.


이제 우리는 혁신적인 소음 및 진동에 대한 전문 기술과 역량을 활용하여 고객들과 어셈블리 혹은 시스템 수준에서 공동 개발을 진행할 수 있다. 일부 고객은 이미 생고뱅이 제공하는 부품 수준의 상세한 통계와 탁월한 테스트 및 분석 품질을 경험하고 만족하고 있다.

 

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Q: 이러한 테스트와 관련하여 생고뱅의 신뢰도는 어느 정도인가? 이전에도 이러한 테스트를 수행했나?
사이먼 휴: 그렇다. 현재 6년째 독일 소재의 외부 테스트 기관과 미국 사우샘프턴 소재의 대학 산하 기관인 Institute of Sound and Vibration Research (ISVR Consulting)에 의뢰하여 테스트를 시행해 왔다. 하지만 우리는 이러한 테스트 환경을 고객에게 더 지속적으로 신속하게 제공하고자 자체 무향실을 설립하고 테스트 과정 전반을 관리하게 되었다.


무향실 설립 당시, 소음 및 진동 분야의 주요 개발 작업에 참여해 온 ISVR과 소음 및 진동 측정 및 분석 시스템의 글로벌 리더인 Brüel & Kjær에게서 귀중한 지원을 받았다.


Brüel & Kjær의 마크 도위 사운드 진동 어플리케이션 스페셜리스트는 “2006년부터 생고뱅 R&D 팀과 긴밀한 협업 아래, 소음 및 진동 실험 시설을 개발했으며, 기술적인 측면에 대한 생고뱅의 요구 사항과 기대를 충분히 이해함으로써 새로운 실험을 언제든지 시도할 수 있도록 시설의 잠재력을 최대한 끌어올릴 수 있었다.”며 “그 결과 생고뱅은 포괄적인 사운드 및 진동 실험 역량을 비롯하여 다양한 문제를 해결할 수 있는 지식 또한 갖추게 되었다.”고 설명했다.

 

Q: 수행한 작업과 기대할 수 있는 성과를 실제 사례를 통해 들어볼수 있을까?
크리스 니드스: 무향실 테스트는 시트의 상하 진동 테스트를 비롯하여 전기 엔진, 전기 파워 스티어링, 스티어링 랙 요크 베어링, 부품 수준의 소음 테스트 등 자동차의 다양한 시스템에 도움이 될 수 있다.


무향실의 성과로는 시트의 높이 조절 장치에 생고뱅의 제품을 적용했을 때, 동하중조건을 더욱 효과적으로 분석한 것이다. NORGLIDE® 베어링과 RENCOL® 톨러런스 링을 모두 적용하여 헤드레스트의 슬리브를 고정 및 조정할 수 있는 하이브리드 제품을 개발한 것 역시 무향실의 성과라 할 수 있다. 이를 통해 시스템의 수명이 다할 때까지 제품 사이에 틈이 생기지 않고 소음도 발생하지 않도록 제품의 성능을 현저히 개선했다.


무향실로 생고뱅은 제품을 더욱 상세히 분석하고 이를 통해 고객의 NVH 문제를 더욱 효과적으로 해결할 수 있게 되었다. 앞으로 더욱 놀라운 성과를 많이 이룰 것으로 예상한다.

 

Q: 무향실과 관련된 프로젝트에서 고객사와 어떤 방식으로 협력할 예정인가?
크리스 니드스: 고객사에서 의뢰한 어플리케이션의 품질 부분에서 소음과 진동의 성능이 큰 비중을 차지하는 경우 당연히 무향실의 실험 기능을 활용하여 성능을 향상시키고자 한다. 이는 고객의 별도 요청 없이도 진행되는 절차로 생고뱅의 사내 전문가가 고객 측 전문가와 직접 협업하여 진행된다.


더 많은 고객이 무향실을 견학하고 이 시설을 이용해 프로젝트를 진행하기를 바라고 있다. 첨단 기술 활용으로 고객과 생고뱅의 윈윈을 달성하는 것이 목적이다.
최초 무향실의 설립 목적대로 고객사의 시스템을 보다 심층적으로 이해하여 고객사 제품의 성능 개선을 도모하는 도구로 활용될 것이다.

 

Q: 챔버 사양과 테스트 가능한 범위가 궁금하다.
알프레드 레스브리지: 무향실은 벽과 천장에 흡음 처리를 하고 바닥은 견고한 진동 방지 처리를 한 공간이다. 자동차 시스템과 같이 크고 무거운 장비를 테스트할 때는 보통 바닥을 견고하게 진동 방지 처리를 한다. 보통 속삭이는 소리가 20데시벨 정도인데, 이 시설에서는 30데시벨이 넘는 모든 음원을 테스트할 수 있고 주파수 하한선은 100Hz이다. 음향 출력 측정 범위는 3x3x3미터입니다. 또한 ISO3745 및 3744(무향실에 대한 국제 음향 기준)를 준수한다.

 

Q: 무향실 사용을 통해 이루고자 하는 장기적 목표는 무엇인가?
크리스 니드스: 생고뱅에서는 자동차 제조사 및 시스템 공급업체와 전체 조립 공정의 성능 향상을 위해 최선을 다하고 있다. 이것이 바로 무향실이 설립된 이유이자, 여기서 수행되는 모든 테스트와 작업을 통해 이루고자 하는 목표이다. 고객사가 원하는 경우 영국의 브리스톨에 있는 이 시설을 방문할 수 있도록 초대할 예정이다.

 

무향실 방문 예약은 www.makingabigdifference.com/anechoic-chamber 사이트를 통해서도 가능하다.   

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