엘라스토머 부품:사출 성형 실리콘 대 3D 프린팅 유연한 재료

산업용 가스켓에서 신발 밑창에 이르기까지 엘라스토머 부품은 어디에나 있고 독특합니다. 고무 같은 폴리머 그룹인 엘라스토머로 제작 , 이러한 유연하고 신축성이 있으며 충격을 흡수하는 구성 요소는 만들기 쉽고 여러 가지 방법으로 생산할 수 있습니다.

엘라스토머 부품을 생산하는 방법 중 하나는 사출 성형입니다. 열가소성 수지의 사출 성형이 아니라 액체 실리콘 고무와 같은 열경화성 수지의 사출 성형:이 재료를 액체 상태로 사출한 다음 경화시켜 고체로 만듭니다. 그러나 오늘날 액체 실리콘 사출 성형에 대한 훌륭한 대안이 있습니다. 바로 TPE 및 TPU와 같은 유연한 재료의 3D 프린팅입니다. 더 이상 특수 재료가 아닌 TPE 및 TPU를 저렴한 FDM 프린터로 3D 인쇄할 수 있습니다.

이 기사에서는 엘라스토머 부품의 기본 사항, 즉 속성, 용도, 사출 성형 또는 3D 인쇄를 선택해야 하는지 여부를 살펴봅니다.

엘라스토머란 무엇입니까?

엘라스토머는 낮은 영률을 갖는 폴리머로 정의됩니다. , 고파괴 변형률 , 및 점탄성 - 점도와 탄성의 조합. 간단히 고무라고도 함 , 엘라스토머는 실제로 가황되지 않은 재료를 포함하는 더 넓은 범주입니다.

평신도 용어로 엘라스토머(탄성 폴리머)는 다양한 범위에서 탄성, 신축성, 유연성 또는 실온에서 변형 가능한 재료입니다. 이는 약한 분자간 결합 때문입니다. . 이 모든 것이 엘라스토머를 매우 유용하게 만듭니다. 부러지지 않고 구부리거나 늘릴 수 있기 때문에 더 단단한 재료가 목적에 맞지 않는 많은 응용 분야에 사용됩니다.

엘라스토머는 열경화성일 수 있습니다. (가열 시 녹지 않음) 또는 열가소성 (가열하면 녹음), 가장 일반적인 엘라스토머는 다음과 같습니다.

• 천연 고무
• 부타디엔 고무
• 스티렌-부타디엔 고무
• 에틸렌-프로필렌 단량체

그러나 이 기사는 프로토타입과 특히 두 가지 제조 공정에 초점을 맞추기 때문에 실리콘에 더 많은 관심을 기울일 것입니다. , 열가소성 엘라스토머 (TPE) 및 열가소성 폴리우레탄 (TPU). 실리콘은 열경화성 수지이고 TPE와 TPU는 모두 열중합체이므로 3D 프린터로 압출할 수 있습니다.

엘라스토머 부품의 예

엘라스토머는 믿을 수 없을 정도로 일반적이며 단순한 일상 물체와 복잡한 산업 조립품에서 찾을 수 있습니다. 여기에서는 산업별로 분류된 다양한 엘라스토머 부품과 몇 가지 재료별 응용 분야를 살펴봅니다.

1. 자동차

타이어 등의 경우 엘라스토머는 많은 자동차 부품 생산에 필수적입니다.

• 타이어
• 진동 감쇠 장비
• 앞유리 와이퍼
• 현가장치 구성요소
• 씰 및 개스킷

2. 산업

엘라스토머는 산업, 특히 방수 및 기밀 조립용 씰 및 개스킷에 널리 사용됩니다.

• 씰 및 개스킷
• 전기 절연
• 컨베이어 벨트
• 드라이브 벨트
• 호스 및 튜브

3. 석유 및 가스

엘라스토머, 특히 합성 엘라스토머는 오일 및 가스 산업에서 흔히 발견되며 오일 누출을 방지하는 역할을 합니다.

• 유압 씰
• 파이프 와이퍼
• 패커 컵
• 호스

4. 소비재

축구공에서 연필 지우개에 이르기까지 수많은 소비자 제품이 엘라스토머로 만들어집니다.

• 밑창을 포함한 신발
• 비옷
• 스펀지
• 연필 지우개
• 공을 포함한 스포츠 용품
• 음식 용기

재료별 예

이 문서에서는 사출 성형 가능한 액체 실리콘 고무와 3D 인쇄 가능한 TPE 및 TPU 필라멘트에 중점을 두고 있으므로 이 세 가지 재료의 일반적인 용도는 다음과 같습니다.

• 실리콘 :생물학적으로 호환되는 의료 장비, 보철, 각얼음 트레이, 씰 및 개스킷과 같은 식품 안전 장치, 오버몰딩된 부품
• TPE :씰 및 개스킷, 병뚜껑 라이너, 설상차 트랙, 카테터를 포함한 의료 부품, 도구 핸들, 서스펜션 부싱, 오버몰드 부품
• TPU :전자 케이스, 캐스터 휠, 의료 부품, 구동 벨트, 신발, 공기 주입식 품목, 와이어 재킷 및 튜빙

사출 성형 엘라스토머

엘라스토머 부품을 만드는 방법에는 여러 가지가 있지만 특히 대량 생산 시 가장 신뢰할 수 있는 방법 중 하나는 사출 성형입니다.

사출 성형은 주입하여 플라스틱 부품을 만드는 과정입니다. , 압력에서 액체 물질 금속 금형으로 , 일반적으로 강철 또는 알루미늄으로 만듭니다. 이 과정에서 사출 성형기는 원료를 금형에 공급합니다. 이 금형의 형상은 최종 부품에 부정적인 인상을 주고 일반적으로 두 부분 사이에 공동이 있는 두 부분으로 구성됩니다.

사출 성형은 열경화성 엘라스토머와 호환됩니다. 액체 실리콘과 같은 , 이것은 유연하고 충격에 강하고 온도에 강한 부품을 대량으로 제조하는 훌륭한 방법입니다. 성형하기 전에 2액형 실리콘 용액을 함께 혼합합니다. 그 중 절반에는 실리콘을 고체로 경화시킬 수 있는 백금 촉매가 포함되어 있습니다.

사출 성형 액체 실리콘은 개스킷, 의료 장비, 주방 장비, 다중 재료 어셈블리의 오버몰드 섹션 등과 같은 부품을 생산할 수 있습니다.

장점

사출 성형 실리콘에는 대량의 신속한 생산, 높은 세부 수준, 우수한 재료 특성, 특정 중대량 수량에서 부품당 저렴한 비용을 포함하여 몇 가지 장점이 있습니다.

단점

액체 실리콘 사출 성형의 한계에는 높은 금속 도구 비용과 얇은 벽과 둥근 모서리를 포함하여 성형 공정에 내재된 기하학적 제한이 있습니다.

3D 프린팅 엘라스토머

액체 실리콘 사출 성형의 대안은 유연한 필라멘트의 3D 프린팅입니다. TPE 및 TPU처럼. 이러한 재료도 사출 성형이 가능하지만 3D 프린팅은 일회성 프로토타입을 포함하여 다양한 종류의 프로젝트에 적합할 수 있는 보다 근본적인 대안을 제공합니다.

TPE 및 TPU와 같은 3D 프린팅 엘라스토머의 가장 큰 장점 중 하나는 이러한 재료가 열가소성이라는 것입니다. 따라서 용융 및 압출에 적합한 FDM 3D 프린팅 필라멘트로 만들 수 있습니다. FDM은 기계 및 운영 비용 측면에서 가장 저렴한 3D 프린팅 형태이며, 이는 고품질 엘라스토머 부품을 누구나 만들 수 있음을 의미합니다.

TPE 및 TPU 필라멘트는 모두 용도가 있습니다. TPU는 TPE보다 더 단단하고 밀도가 높으며 단단한 재료로 내마모성이 우수하고 수축 가능성이 적습니다. 그러나 고무줄처럼 유연한 부품을 만드는 데 사용할 수 있는 TPE보다 유연성이 떨어집니다.

엘라스토머, 특히 TPE(인쇄 속도가 느려야 하고 직접 구동 압출기가 Bowden보다 잘 작동함)를 3D 프린팅할 때는 주의를 기울여야 하지만 사실상 모든 FDM 프린터에서 이러한 재료를 처리할 수 있습니다.

일반적인 3D 인쇄 엘라스토머 부품에는 TPU 신발 중창 및 웨어러블 전자 제품, TPE 핸들, 호스 및 스마트폰 스킨이 포함됩니다.

장점

3D 프린팅 플렉서블 필라멘트의 장점은 소량의 경우에도 매우 저렴한 비용, 툴링 비용이 없고 거의 무제한의 기하학적 구조(내부 및 외부)를 포함합니다. 이는 공정을 탄성 중합체 프로토타이핑에 매우 적합하게 만듭니다.

단점

TPE 및 TPU의 3D 프린팅 엘라스토머 부품의 한계에는 비용이나 시간 절약 측면에서 규모의 경제가 없기 때문에 정확도 및 세부 수준(사출 성형과 비교), 생산 속도 및 확장성이 포함됩니다.

결론

액체 실리콘 사출 성형과 FDM 3D 프린팅은 모두 엘라스토머 부품을 생산하는 탁월한 방법입니다. 사출 성형은 부품 품질과 확장성 측면에서 선두주자이지만 3D 프린팅은 프로토타입, 특히 일회용품에 편리하고 저렴한 옵션입니다.

엘라스토머 부품이나 프로토타입을 만들 때는 예산, 단위 수, 필요한 재료 속성 및 향후 생산 요구 사항과 같은 요소를 고려하여 다음 조치를 결정해야 합니다. 3ERP가 도움이 될 수 있는 결정입니다.

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