Delrin®이 다른 플라스틱보다 기어에 더 많이 선택되는 이유 알아보기
기어용으로 널리 사용되는 엔지니어링 플라스틱인 Delrin®은 유리 섬유 보강 없이도 강도와 강성을 제공합니다.
뛰어난 기계적 특성, 우수한 윤활성, 마모, 습기 및 화학 물질에 대한 내성 등의 우수한 조합을 제공하기 때문에 많은 사람들이 선택하는 소재입니다.
나일론 PA6 또는 PA66에 비해 Delrin®은 물을 흡수하지 않아 더 단단하고 치수 안정성이 뛰어납니다. 강성 측면에서는 PBT가 더 비슷하지만, 장비의 핵심 특성인 인성은 Delrin®이 더 뛰어납니다. Delrin®이 기어에 이상적인 7가지 특성에 대해 자세히 알아보세요.
1. 인장 계수 및 강도
Delrin®은 다른 폴리머 소재보다 성능이 뛰어나며 일반적으로 사용 가능한 비강화 엔지니어링 플라스틱 중 가장 단단하고 강도가 높습니다. Delrin®으로 제작된 기어는 변형에 대한 저항력이 뛰어나고 대체 플라스틱보다 동력을 더 효율적으로 전달하여 더 높은 성능과 더 긴 수명을 제공합니다.
2. 피로
기어의 가장 중요한 특성 중 하나는 피로 내구성이며, Delrin®은 다시 한번 최고의 비강화 플라스틱 성능입니다.
듀폰에서 테스트한 아래 차트는 50% RH 조건의 비강화 PA66과 Delrin® 500의 굴곡을 비교한 것으로, Delrin®을 사용할 때 더 높은 최대 설계 응력을 얻을 수 있음을 분명히 알 수 있습니다.
안타깝게도 피로도에 대한 공개 데이터는 제한적으로만 제공됩니다. 테스트 조건이 결과에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 결과를 비교하기가 어렵습니다. 고려해야 할 요소는 다음과 같습니다:
- 테스트가 굴곡 하중인가요, 인장 하중인가요?
- 부하가 양수로만 적용되나요, 아니면 양수와 음수가 완전히 반전된 상태로 적용되나요(R 숫자)?
- 테스트는 어떤 공칭 온도에서 진행되었나요?
- 테스트 주기는 어떻게 되나요?
또 다른 문제는 반복적인 굴곡으로 인해 부품의 내부 열이 발생하므로 기어의 하중 속도 및 시간과 비교하여 피로 테스트 속도를 고려해야 한다는 것입니다. 이 테스트에서 온도 상승은 15°C를 초과할 수 있으므로 실온 테스트의 샘플은 쉽게 40°C에 도달할 수 있습니다. Delrin®은 다른 비강화 엔지니어링 플라스틱에 비해 이 범위의 온도 상승에 덜 민감합니다.
3. Creep
플라스틱은 금속보다 자연적으로 크리프가 발생하기 쉽습니다. 따라서 몰드 기어는 정적 하중이 없는 용도에 가장 적합합니다.
정하중을 피할 수 없는 경우, 소재의 크리프 성능을 고려하고 크리프로 인해 톱니가 휘어진 후에도 기어가 제대로 작동하도록 설계해야 합니다. 5MPa에서 1000시간 동안의 크리프 계수를 보여주는 다음 차트에서 볼 수 있듯이 Delrin®은 다른 엔지니어링 플라스틱에 비해 우수한 크리프 성능을 제공합니다.
4. 치수 안정성
가장 단단하고 강한 비강화 폴리머인 Delrin®은 다른 소재에 보강이 필요할 때 성능을 발휘할 수 있습니다. 플라스틱을 강화하는 가장 일반적인 방법은 소재에 유리 섬유를 첨가하는 것입니다. 유리 섬유를 추가하면 두 가지 잠재적 문제가 발생할 수 있습니다:
- 몰딩은 유리 섬유에 평행 및 수직 방향으로 고르지 않은 수축을 가지며, 이로 인해 둥글지 않은 문제가 발생하거나 툴에서 고르지 않은 수축을 복잡하게 보정해야 합니다.
한 가지 대안은 미네랄 보강재를 사용하는 것이지만, 이는 강도와 강성을 높이는 데 훨씬 덜 효과적입니다. - 사용 중에 유리 섬유가 노출되면 마모가 더 빨라집니다.
이는 기어 톱니의 마모를 가속화할 수 있는 매우 마모성이 강한 매체를 형성하게 됩니다.
또한 나일론 소재에 비해 Delrin®은 수분을 흡수하지 않기 때문에 치수 안정성이 우수합니다. 치수 허용오차에 대한 자세한 내용은 Delrin® 디자인 가이드에서 확인할 수 있습니다.
5. 마모 및 마찰
Delrin®은 다른 폴리머와 비교할 때 본질적으로 마찰이 적은 소재로, 아래에서 확인할 수 있습니다.
생산 과정에서 폴리머에 윤활제를 첨가하면 몇 가지 장점이 있습니다:
- 마모 감소로 부품 수명 연장
- 움직이는 시스템은 마찰로 인한 에너지 손실이 적어 효율성이 높습니다.
- 슬라이딩 표면은 더 높은 하중을 견디고 더 빠른 속도로 실행할 수 있습니다.
- 외부 윤활제를 제거하여 시스템 비용을 절감할 수 있습니다.
- 삐걱거리는 소음을 가청 한계 이하로 줄일 수 있습니다.
6. 내화학성
소재를 선택할 때는 장비가 사용될 수 있는 다양한 환경을 고려하는 것이 중요합니다.
예를 들어, PC나 ABS와 같은 비정질 소재는 용제에 의해 빠르게 손상될 가능성이 높습니다.
Delrin® 아세탈 수지의 뛰어난 특성 중 하나는 고온에서도 다양한 유기 및 중성 무기 화합물에 대한 우수한 내성입니다.
Delrin® 아세탈 수지는 치수 안정성이 우수하고 다음에 대한 내화학성이 우수합니다:
- 알코올
- 알데히드
- 에스테르
- 에테르
- 탄화수소(휘발유, 윤활유, 유압유)
- 농업용 화학 물질
- 많은 약산과 약염기
- 물
노출 후 기계적 특성을 포함하여 Delrin®의 화학적 호환성에 대한 자세한 내용은 다음에서 확인할 수 있습니다. Delrin® 설계 가이드.
7. 지속 가능성
탄소 발자국을 줄이는 것은 차세대 제품 개발 시 가장 중요한 설계 목표 중 하나가 되고 있으며, Delrin® 재생 가능 등급이 이에 도움이 될 수 있습니다.
Delrin® 재생 가능 원료(RA) 베이스 폴리머는 ISCC Plus 질량 균형 인증에 따라 폐기물을 100% 바이오 공급 원료로 생산합니다.
세계 최고 수준의 환경 영향 프로필과 낮은 탄소 발자국을 자랑하는 Delrin® Renewable Attributed는 뛰어난 내구성과 신뢰성을 제공합니다.
도시 폐기물 에너지 회수를 통해 증기를 공급받는 100% 인증된 재생 전기로 생산되며 Delrin®과 동일한 품질, 기계적 특성, 가공 및 감각적 경험을 제공합니다.
따라서 고객은 자체 지속 가능성 목표를 달성하기 위해 노력할 때 Delrin® Renewable Attributed를 쉽게 채택할 수 있습니다. Delrin®의 명성을 이어가는 Delrin® Renewable Attributed는 경량화, 기능 통합 및 최고 수준의 부품 성능을 구현합니다.