씨에스베어링 사업보고서 (2024.12)
6. 주요계약 및 연구개발활동

가. 연구개발 조직당사의 연구개발조직은 크게 설계파트, 해석파트로 구성되어 있으며, 신고서 제출일 현재 총 6명으로 구성되어 있으며 조직도는 다음과 같습니다.

나. 연구개발 비용 (단위 : 백만원)

구분	제18기(2024년)	제17기(2023년)	제16기(2022년)	비고

비용처리	제조원가	-	-	-	-

판관비	1,297	727	951	-

합계(매출액 대비 비율)	1,297(1.2%)	727(0.9%)	951(1.9%)	-

※ 당사는 연구개발비용에 대해 전액 비용으로 계상하고 있습니다.

다. 연구개발 실적

(1) 베어링 품질검증(Qualification 초도품 품질검증) 수행 실적 풍력베어링은 매년 기술수준이 발전함에 따라 최초 개발 모델이 2~3년 정도 양산 후 보다 진보된 설계로 모델 변경이 이루어지게 됩니다. 따라서 당사도 2010년부터 현재까지 총 13종류의 새로운 베어링 모델을 개발 및 품질검증(Qualification)을 통과하여 양산화를 진행하였습니다. 현재는 차세대 고강성, 장수명 베어링 모델인 O-type 베어링 개발에 주력을 하고 있습니다.(2) 3.0MW 요 링(Yaw Ring) 개발 풍력발전기 글로벌 업체와 2014년 품질시스템 검증을 시작하여 2015년부터 2016년까지 초도품 품질검증을 실시하였으며, 이후 양산품를 납품하였습니다.(3) 2.0MW 피치 요 베어링(Pitch Yaw Bearing)개발 2.0MW 피치 요 베어링(Pitch Yaw Bearing) 제작 의뢰를 받아 제작, 품질 검증, 납품을 하였습니다.

(4) 8.0MW 요 링(Yaw Ring) 개발

8MW급 Offshore용 요링을 제작 의뢰 받아 제작, 품질검증, 납품하였습니다.최초로 제작된 Offshore용 요링이며, 사이즈 또한 약 4200mm 사이즈의 대형 요링입니다.

(5) 14MW 요 링(Yaw Ring) 개발

14MW급 Offshore용 요링을 제작 의뢰 받아 제작, 품질 검증, 납품하였습니다.

외경 약 5200mm의 대형 Offshore용 요링입니다.

(6) 15MW 요 링(Yaw Ring) 및 Rotor lock disc개발

15MW급 Offshore용 요링 및 Rotor lock disc를 제작 의뢰 받아 제작, 품질 검증, 납품하였습니다. 외경 약 5700mm, 두께 740mm의 초대형 요링이며, Rotor lock disc는 터빈의 로터를 고정하는 제품입니다.

(7) 풍력발전용 5.0MW급 피치(Pitch) 시스템 국산화 개발 2011년 풍력발전용 대용량 피치시스템 개발이 국책과제로 선정되어 진행하였습니다. 당시의 풍력베어링은 2.0MW급 미만이 주력이었으나, 당사의 베어링 제조 경험을 토대로 5.0MW급 풍력베어링을 개발하였습니다.(8) 풍력발전용 2.5MW급 피치베어링 국산화 개발 해당 베어링은 전량 수입에 의존하던 베어링을 개발함으로써 수입대체 효과를 극대화하기 위하여 개발을 진행하였습니다. 제작 기술적 사항으로 피치베어링의 링 단조기술, 기어가공 기술 등은 설비 구축에 따라 제작기술이 세계 수준에 근접한 상태였습니다. 본 베어링을 개발하면서 양산화 및 생산성 향상에 주 목적을 두었으며 다양한 치구를 개발하여 생산성이 대폭 향상되었습니다.(9) 풍력발전용 고강성 피치베어링 개발 기존 풍력베어링은 4점 혹은 8점 접촉의 볼 베어링이었으나, 본 방식의 베어링은 큰 모멘트가 작용될 경우 내/외륜 사이의 공간(Gap)이 크게 발생되는 취약점이 있으며 이를 해결하고 내부 부품의 파손 방지를 위하여 풍력발전업체들은 스티프너링(Stiffener ring)을 베어링 상부에 장착하고 있었습니다. 이는 풍력발전기의 제조단가 상승으로 이어졌고 이러한 문제를 해결하기 위하여 고강성 피치베어링에 대한 기술 개발이 필요하게 되었고 당사가 2015년 10월부터 2016년 3월까지 6개월동안 본 베어링 개발을 성공하였습니다.(10) 공작기계용 대형 트러스트 롤러 베어링 국산화 개발 내경 800mm 이상의 대형 베어링은 대형 공작기계 및 산업기계용 선회테이블, 풍력발전기의 주축 등에 주로 사용되고 있으나 전량 수입에 의존하고 있는 실정이었으며, 대형 트러스트 베어링의 경우 국제적으로도 시장 공급이 원활하지 못한 공급자 우위의 시장을 형성하고 있으며 높은 가격임에도 불구하고 수입하여 사용해야 하는 부품으로서 국산화의 필요성이 매우 큰 상황이었습니다. 높은 강도와 긴 수명을 요구하는 제작상의 난이도로 신규업체의 진출도 용이하지 않아 높은 수요를 요구하는 품목으로 고부가가치 창출 및 신규수요 창출을 위하여 개발을 하였습니다. 개발은 소재업체, 서강대학교 및 한국공작기계와 공동으로 진행하였으며 2012년 12월부터 2015년 4월까지 총 29개월간 진행되었으며, 최종 장착테스트까지 완료하여 국산화에 성공하였습니다.

(11) 풍력발전용 Triple Roller 피치베어링 개발

기존 풍력 피치베어링은 Raceway에 점 접촉을 하는 볼 베어링 컨셉이었으나, 본 방식의 베어링은 Raceway에 선 접촉을 하는 롤러 베어링 컨셉입니다.

롤러 베어링은 볼 베어링 대비 큰 하중을 수용할 수 있고, 차세대 베어링으로 수요가 예측되는 베어링입니다. Raceway가 3열로 구성 되어있고, 구동체가 롤러인 것이 특징입니다.

해당 베어링은 5MW급 피치 베어링이며 2022년 개발에 성공하여 글로벌 풍력발전기 제작 업체에 납품 완료하였습니다.

(12) 구조해석 수행 실적

3MW급, 4MW급, 5MW급 피치베어링에 대한 구조해석을 수행하고 글로벌 풍력발전기 제작 업체의 승인을 받았습니다. 이 후 구조해석 내용을 바탕으로 피치베어링 설계와 부품 개발으로 베어링을 제작하여 납품 완료하였습니다.

당사는 설계 뿐만 아니라 자체적으로 구조해석을 수행할 수 있는 기술력을 확보하였습니다.

(13) 공정기술 개발 및 개선(가) 기어가공 기술개발 가공정밀도 향상을 위한 황삭/정삭 커터를 개발하여 기어등급 10등급 이내의 고품질 기어 가공기술을 개발하였습니다.(14) 고주파열처리 기술개발 볼 궤도면과 기어에 적합한 인덕터(Inductor)를 설계, 제작하였고 사전테스트를 통해 열처리 작업 조건을 확립하여 경도 HRC 57이상, 경화깊이 8mm이상인 세계적인 수준의 열처리 품질을 확보하였습니다.(15) 정삭가공 기술개발 볼 궤도면 표면조도 개선을 위한 가공 조건을 수립하였고 인서트용 홀더를 개발하여 전 구간의 표면조도 Ra.0.4이하를 만족하였습니다.(16) 베어링 조립 기술 개발 피치베어링의 경우 필드 불량의 대부분이 씰로 야기됨에 따라 접촉면 조도 개선을 위하여 수동작업방식에서 다이아몬드 공구(Tool)를 이용한 자동 장치를 개발하여 접촉면 조도를 개선하였습니다