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제품 선택 가이드

플라스틱은 동, 스테인리스 강, 주철 및 세라믹 등 전통적인 소재들을 점점 더 많이 대체하고 있습니다. 플라스틱으로 전환하는 가장 큰 이유는 다음과 같습니다.

  • 부품 수명 연장
  • 윤활 불필요
  • 결합 부품의 마모 감소
  • 장비/라인 속도의 신속한 조작
  • 장비 실행 전력 낮음
  • 내부식성 및 비활성

 

현재 사용 가능한 여러 가지 플라스틱 가운데, 최상의 제품을 선택하는 것이 무엇보다 중요한 명제입니다. 지금부터, 이러한 플라스틱을 잘 모르는 사람들을 돕기 위한 가이드라인을 설명합니다.

부품의 용도 판별

  • 베어링 및 마모 애플리케이션(즉, 마찰력) 또는
  • 구조(정적 또는 동적) 장비

마감재 구성품의 주요 기능을 판별하면 여러 가지 소재를 바로 파악할 수 있습니다. 예를 들면, 결정질 소재(즉, 나일론, 아세탈)는 베어링 및 마모 애플리케이션에서 비결정질 소재(즉, 폴리설폰, Duratron®  PEI  또는 폴리카보네이트)보다 성능이 뛰어납니다. 소재 그룹 내에서, 애플리케이션에 가장 적합한 첨가제를 알면 좀더 세밀하게 선택할 수 있습니다.

마모 특성은 MoS2, 그레파이트, 탄소 섬유 및 고분자 윤활유(즉, PTFE, 왁스)를 첨가하여 향상시킬 수 있습니다.  

구조 특성은 유리 섬유 및 탄소 섬유를 첨가하여 향상시킬 수 있습니다. 

애플리케이션의 속성(베어링 및 마모 또는 구조물)을 결정하고 나면, 애플리케이션의 기계적 특성 요건을 판별하여 보다 세밀하게 소재를 선택할 수 있습니다. 베어링 및 마모 애플리케이션인 경우, 우선적으로 고려해야 할 것은 마모 성능입니다(PV 및 "k"-인자로 표시). 필요한 PV (압력(psi) x 속도(fpm))를 계산하십시오. 그림 1을 사용하여, 허용 PV가 애플리케이션에 대해 계산한 PV보다 높은 소재를 선택하십시오. 소재 선택의 "k" 마모 인자를 참고하면 추가적인 선택이 가능합니다. 일반적으로, "k" 인자가 낮을수록, 소재의 마모 수명이 연장됩니다.

구조물 구성품은 특정 온도에서 최고 강도의 25%와 동일한 최대 연속 작동 스트레스에 대해 설계됩니다. 이 가이드라인은 플라스틱의 점탄성 행동으로 인한 크리프를 보상한다는 의미입니다. 등축 스트레스-시간 곡선을 참고하면 소재의 강도 행동을 실온(그림 2) 및 300°F (그림 3)에서 시간의 함수로 특성화할 수 있습니다.

일반적인 조건과 극한 조건에서 사용하는 애플리케이션의 열 요건을 고려하십시오.

소재의 내열성은 열변형 온도(HDT)와 연속 서비스 온도에 의해 특성화됩니다. HDT는 소재의 연화 온도를 나타내며, 일반적으로 중간 수준 이상의 스트레스가 발생된 비제약형 구성품의 최대 온도 한도로 인정됩니다. 연속 서비스 온도는 일반적으로 장기 노출 후 영구 물리적 특성이 저항이 발생되는 온도로 보고됩니다. 이 가이드라인을 美 보험협회 안전 시험소(UL) 등 규제 기관에서 보고한 연속 작동 또는 사용 온도와 혼동하면 안됩니다.  

결정질 소재의 용해점 및 비결정질 소재의 유리 전이 온도는 형태 안정성을 유지하는 단기 온도 기록입니다. 대부분의 엔지니어링 플라스틱 소재인 경우, 이 온도 또는 그 이상에서 사용하면 안됩니다. 

소재 사용 및 세정 중 노출될 수 있는 화학약품을 고려하십시오.

콰드란트는 이 브로셔에서 가이드라인으로 제시하는 화학적 호환성은 농축도, 온도, 시간 및 스트레스는 각각 용도의 적합성을 정의하는 데 필요하기 때문에 예측하기 어려운 측면이 있습니다. 나일론, 아세탈 및 Ertalyte® PET-P는 일반적으로 산업 환경에 적합합니다. Fluorosint® 불투명 PTFE, Techtron® PPS 및 Ketron™ PEEK 등 결정질 고성능 소재는 공격적인 화학적 환경에 더욱 적합합니다(그림 5 참조). 당사에서는 최종 사용자 조건에서 테스트할 것을 권장합니다. 특정 내화학성은 물성 비교 차트에서 찾아볼 수 있습니다.

5-7 단계를 계속하기 전에, 다음과 같은 추가적인 소재 특성을 고려하는 것이 좋습니다.

  • 상대적 내충격성/인성
  • 치수 안정성
  • 규제/기관 요건 준수

인장 신장률, Izod 충격 및 인장 충격 강도가 높은 소재는 일반적으로 더 질기고 충격 로드 애플리케이션에 대한 노치 민감성이 약합니다(그림 1 참조).

Mechanical Property Comparisons
 인장강도
psi
압축강도
psi
굴곡계수
psi
연신율
%
Izod
충격강도
(73°F)

흡수율
(24hr.)
Nylatron® NSM Nylon11,00014,000475,000200.50.25
Acetron® GP Acetal9,50015,000400,000301.00.2
Ertalyte® PET-P12,40015,000490,000200.50.07
Quadrant PPSU11,00013,400345,000302.50.37
Duratron® U1000 PEI16,50022,000500,000800.50.25
Duratron® U2300 PEI17,00032,000900,00031.00.18
Fluorosint®500 PEI1,1004,000500,000100.90.10
Techtron® PPS13,50021,500575,000150.60.01
40% GF Ryton* PPS13,00024,0001,000,00021.00.02
Ketron® 1000 PEEK16,00020,000600,000201.00.10
Ketron GF30 PEEK18,00026,0001,000,00031.40.10
Duratron® T4203 PAI18,00030,000600,00052.00.33
Duratron® T4301 PAI12,00024,0001,000,00030.80.28
Duratron® T5530 PAI14,00027,000900,00030.70.30
Duratron® PI13,50019,000530,00030.60.62
Duratron®  PBI23,00050,000950,00030.50.40

TABLE 1

엔지니어링 플라스틱은 강을 비롯한 다수의 금속보다 10-15배의 온도 변화에서 확장됩니다. 선형 열팽창 계수(CTLE)는 엔지니어링 플라스틱 소재의 팽창률을 평가하는 데 사용합니다. CLTE는 온도의 함수와 평균값으로 보고됩니다. 그림 6은 엔지니어링 플라스틱이 온도 상승에 반응하는 방식을 나타낸 것입니다.

탄성 계수와 수분 흡수도 소재의 치수 안정성에 영향을 줍니다. 습도 및 스팀으로 인한 효과도 고려해야 합니다.

美 식품의약품안전청(FDA), 美 농림부(USDA), 美 보험협회 안전 시험소(UL), 3A-Dairy 미국선급협회(ABS) 등 유관 기관에서는 산업별로 소재의 사용법에 대한 가이드라인을 승인하거나 특정 가이드라인을 마련하고 있습니다.

부품에 대해 가장 비용 효율적인 형상을 선택하십시오.

콰드란트는 디자이너들에게 가장 폭넓은 크기와 구성 가용성을 제공합니다. 사용 가능한 모든 형상을 자세히 살펴보십시오. 가장 경제적이니 형상을 확보하여 제조 비용을 줄일 수 있습니다.  

콰드란트의 여러 가지 가공 대안을 고려하십시오.

For: Choose:
Long lengths
Small diameters

Rod, plate, strip, profiles,
tubular bar, bushing stock
Extrusion
Large stock shapes
Near net shapes

Rod, plate, tubular bar, near,
net configurations
Casting
Small Shapes in advanced
engineering materials

Rod, disc, plate, tubular bar
Compression
Molding
Small shapes in advanced
engineering materials
Small diameters

Rod, disc, plate, tubular bar
Injection Molding

참고: 어떤 가공을 하더라도 언제라도 소재를 다양하게 선택할 수 있습니다. 하지만, 형상을 만드는 데 사용하는 가공 기법에 따라 물리적 특성은 달라집니다.  

예를 들면

  • 사출 성형 부품은 비등방성이 매우 높습니다(특성이 방향에 종속됨).
  • 압출 제품은 비등방 행동이 약하지만 존재합니다.
  • 압축 성형 제품은 등방성입니다. 모든 방향에서 특성이 동일합니다. 

소재 옵션의 절삭성을 판별하십시오.

절삭성은 소재를 선택하는 기준이 될 수 있습니다. 이 사이트의 모든 콰드란트 제품은 스트레스를 완화하여 절삭성을 개선한 것입니다. 일반적으로, 유리 및 탄소 강화 그레이드는 툴링에서 마멸성이 매우 높고 투명 그레이드보다 노치 민감성이 많습니다. 보강 그레이드는 절삭 가공 중 안정성이 뛰어납니다.

극한 경도로 인해, 이미드화 된 소재(즉, Duratron® PAI, Duratron® PI 및 Duratron® PBI)는 제조하기가 어렵습니다. 이런 소재를 절삭 가공할 경우에는 카바이드와 다결정질 다이아몬드 공구를 사용해야 합니다.  절삭성을 평가하려면, 각 소재의 상대 등급을 물성 비교 차트에서 찾아볼 수 있습니다.

지정한 소재를 받아야 합니다.

이 사이트에 나열된 물성은 콰드란트 EPP의 소재에만 해당됩니다. 성능이 떨어지는 제품을 구매하지 마십시오. 주문 시 제품 인증서를 요청하십시오

엔지니어링 자료:

모든 소재는 본질적으로 부품을 디자인할 때 제한 사항을 고려해야 합니다. 이런 제한 사항을 명확히 하려면, 이 사이트에 소개된 각 소재에 엔지니어링 자료가 첨부되어 해당 속성을 식별할 수 있습니다.

당사에서는 소재의 강도와 약점을 사실 그대로 제공하기 때문에, 소재를 빠르고 간편하게 선택할 수 있습니다. 추가 정보는 콰드란트 EPP의 기술 서비스 부서로 문의하십시오.

소재특성에 관한 추가 정보

  • keyboard_arrow_down가연성 성능

    엔지니어링 플라스틱은 가연성이 있습니다. 이 가연성은 화학적 구조, 필러 및 첨가제, 환경(산소량), 주변 온도, 부품의 기하학적 구조, 점화 소스의 존재 여부 등에 따라 달라집니다. 화재를 일으키면, 쉽게 불이 붙는 폴리머가 있는 반면 불이 잘 붙지 않거나 전혀 불에 타지 않는 폴리머도 있습니다. 

    • UL 94에 따른 분류 
    • 산소 지수 (ISO 4589)
      산소 지수는 테스트 기법 중 하나이며, 재생산하기가 용이합니다. 이 테스트는 O2 - N2 혼합물에서 핵심 산소 농축도를 측정하여, 정의된 조건에서 발화를 일으킬 수 있습니다. 산소 지수가 21%보다 낮으면, 소재는 점화 소스를 제거한 후에도 대기 중에서 쉽게 불에 탑니다. 산소 지수가 높으면, 소재를 발화하기가 더 어렵습니다.

    Classification*

    according to UL94

    Thickness

    3.0 mm      6.0 mm

    Oxygen index
    ASTM D 2863
    ISO 4589
    Ertalon® 6 SAHBHB25
    Ertalon® 66 SAHBHB26
    Ertalon® 66 SA-CHBHB24
    Ertalon® 4.6HBHB24
    Ertalon® 66-GF30HBHB-
    Ertalon® 6 PLAHBHB25
    Ertalon® 6 XAU+HBHB25
    Ertalon® LFXHBHB-
    Nylatron® MC 901HBHB25
    Nylatron® GSMHBHB25
    Nylatron® NSMHBHB-
    Nylatron® GSHBHB26
    Ertacetal® CHBHB15
    Ertacetal® HHBHB15
    Ertacetal® H-TFHBHB-
    Ertalyte®HBHB25
    Ertalyte® TXHBHB25
    PC 1000HBHB25
    Duratron® PBIV-0V-058
    Duratron® T4203 PAIV-0V-045
    Duratron® T4301 PAIV-0V-044
    Duratron® T5530 PAIV-0V-050
    Ketron® PEEK-1000V-0V-035
    Ketron® PEEK-HPVV-0V-043
    Ketron® PEEK-GF30V-0V-040
    Ketron® PEEK-CA30V-0V-040
    Techtron® HPV PPSV-0V-047
    Quadrant® PPSUV-0V-044
    Duratron® U1000 PEIV-0V-047
    Quadrant® PSU 1000HBHB30
    Symalit® PVDF 1000V-0V-044
    Fluorosint® 500V-0V-0-
    Fluorosint® 207V-0V-0-
    Semitron® ESd 225-HB< 20
    Semitron® ESd 410CV-0V-047
    Semitron® ESd 500HRV-0V-0-
    Semitron® ESd 520HRV-0V-048

    참고: 대부분의 추정 등급은 원료 공급업체의 데이터에서 도출한 것이며, 실제 화재가 발생한 경우에 소재가 나타내는 위험성을 반영한 것은 아닙니다. 

  • keyboard_arrow_down가스제거(outgassing

    1995년, 콰드란트 EPP 소재 중 하나를 유럽 우주 기구(ESA) - PSS-01-702 사양 ("항공 우주 소재를 선별하기 위한 열 진공 검사")에 따라 테스트했습니다. 샘플을 24시간 동안 125°C까지 가열했으며(방식 "A"), 콜렉터 평판을 25°C로 유지하고 10-3P의 진공 상태에서 테스트를 수행했습니다.


    TML (%) RML (%) CVCM (%)
    Ertalon® 66 SA 1.3 0.17 0.002
    Ertalon® 6 PLA 1.5 0.06 0.005
    Ertacetal® C 0.34 0.13 0.016
    Ertacetal® H 0.47 0.24 0.005
    Ertalyte® 0.33 0.2 0.005
    Ertalyte® TX 0.25 0.03 0.003
    Duratron® PBI 2.2 0.84 0.014
    Symalit® PVDF 1000 0.05 0.02 0.006
    Duratron® T4203 PAI 1.9 0.93 0.007
    Duratron® T4301 PAI 1.4 0.42 0.018
    Ketron® PEEK-1000 0.26 0.03 0.003
    Ketron® PEEK-HPV 0.16 0.02 0.003
    Techtron® HPV PPS 0.06 0.02 0.003
    Duratron® U1000 PEI 0.82 0.32 0.002
    Quadrant® PSU 1000 0.49 0.09 0.002


    TML = Total Mass Loss
    RML =  Recovered Mass Loss
    CVCM = Collected Volatile Condensed Material

  • keyboard_arrow_down스팀 멸균

    스팀 멸균은 일반적으로 재생 장비, 디바이스, 기구, 트레이 등을 멸균하기 위해 주로 의료 산업에서 사용되며, 압축 베셀에서 수행하여 과열된 포화 스팀을 생성하는 것입니다. 멸균의 주된 목적은 특정 부품에 독자적으로 기생하는 미생물을 죽이기 위한 것입니다. 

    ISO 197-I/1eA(23°C에서 건식 테스트 시편에서 측정)에 따라, 샤르피 노치 충격 강도에서 반복적인 스팀 멸균 효과를 알아보기 위한 테스트를 실시한 결과,  

    • Duratron® U1000 PEI, Ketron® PEEK-1000 및 콰드란트® PPSU는 반복적 스팀 멸균에 매우 적합    
    • 콰드란트® PSU 1000 및 Techtron® HPV PPS도 최대 500 사이클까지 스팀 멸균 양호
    • Ertacetal® C 및 Ertalyte®는 몇 차례 스팀 멸균에만 부품을 사용할 수 있음 
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