Engineering Materials Forum 주요 3가지 시사점엔지니어링 재료 포럼 2024

2024년 6월 27일 개최된 Envalior 엔지니어링 소재 포럼에서 참가자들은 우수 사례와 엔지니어링 소재 및 적용에 관한 영감을 주는 논의를 경험했습니다. 본 온라인 포럼에서는 미래 모빌리티, 전자, 제조, 소재 과학 또는 제품 설계에 관심 있는 엔지니어 및 설계자를 대상으로 15개의 전문가 주도 세션이 제공되어 풍부한 기술 전문성이 공유되었습니다.

지난달 Envalior의 Engineering Materials Forum(공학 소재 포럼)에서 참가자들은 이 온라인 포럼을 통해 공학 소재 및 응용 분야에 대한 모범 사례와 혁신적인 논의를 경험하였습니다. 본 무상, 종일 가상 포럼에서는 미래 모빌리티, 전자, 제조, 재료 과학 또는 제품 설계에 관심이 있는 엔지니어와 디자이너를 위한 15개의 전문가 주도 세션으로 풍부한 전문 지식이 공유되었습니다. 포럼에서는 공학 소재가 다양한 응용 분야에서 더욱 지속 가능하고 영향력 있는 결과를 도출하는 방법에 대해 중점적으로 다루었습니다.

Envalior의 CEO Calum Maclean, Vice President of Research and Development Krijn Dijkstra, Director of Sustainability Günter Margraf가 참여한 오프닝 세션 이후, 가상 포럼 참석자들은 공학 소재 분야의 최신 이슈를 다루는 두 트랙 중 선택하여 참여하였습니다. Track 1Track 1에서는 과학 및 서비스 주제를 다루었으며, Track 2에서는 혁신 및 응용 분야를 다루었습니다.

PTFE를 더 이상 사용할 수 없을 때 최적의 소재를 선택하는 방법

“트라이볼로지 부품용 PTFE-Free 솔루션” 세션에서, Envalior의 Marta Bach (Business Development Manager)와 Adnan Hasanovic (Advanced Application Development Manager)은, 유럽 화학물질청(ECHA)과 같은 규제 기관이 트라이볼로지 분야에서 마모 및 마찰 저감을 위해 흔히 사용되는 PTFE의 사용 제한을 검토 중임을 설명하였습니다. 이러한 PTFE에 대한 제한은 플라스틱뿐 아니라 PTFE를 함유한 산업용 그리스 및 오일에도 적용될 수 있습니다.

대체 소재에 대한 수요가 높으며, Bach와 Hasanovic은 PTFE를 사용할 수 없는 경우 최적의 소재 선택 방법에 대해 논의하였습니다. 예를 들어, Envalior의 Stanyl®은 체인 및 벨트 가이드, 기어, 베어링 케이지, 슬라이딩 베어링/부싱 등과 같이 까다로운 트라이볼로지 분야에서 PTFE 없이도 마모 및 마찰 성능 요건을 충족할 수 있도록 지원합니다.

자동차 타이밍 시스템에서 Stanyl® HGR3-W는 내연기관(ICE) 및 하이브리드 파워트레인 모두에서 가장 낮은 마찰계수와 기생 동력 손실을 제공하며, Stanyl® TW341과 Stanyl® TW441은 최저 마모와 우수한 내구성을 제공합니다. 이 세 가지 제품 모두 PTFE-Free입니다.

Envalior의 연구 결과, PTFE-Free Stanyl®은 PA66, POM, PPA 등 PTFE 함유 대체재 대비 마찰열 및 마모 저항성이 더 우수함이 입증되었습니다. 또한 PTFE-Free 윤활 그리스와 함께 사용할 때도 뛰어난 성능을 보여주며, 시스템 레벨에서 완전한 PFAS-Free 솔루션 구현이 가능합니다.

Stanyl PA46은 현재 시장에서 사용 가능한 최고 내열성 폴리아미드로, 우수한 요구 성능을 만족할 수 있는 강점을 보유하고 있습니다.많은 응용 분야에서 PTFE를 사용하지 않고도 성능 요구를 충족할 수 있습니다.”라고 Bach와 Hasanovic가 결론지었습니다.

배터리 셀을 보호하고 전체 차량 안전성을 향상시키는 소재

배터리 시스템의 플라스틱 부품 설계 시 적합한 소재 선택에 대해, 신모빌리티 부문 선임 개발 전문가 Julian Haspel은 엔지니어링 플라스틱이 비용 경쟁력, 기능성, 우수한 전기적 특성을 제공한다고 설명하였습니다.

그의 세션 ‘배터리 시스템 플라스틱 부품 소재 선정 가이드’에서 Haspel은 배터리 시스템의 주요 응용 분야를 구조 부품, 열관리, 충전 시스템, HV 부품으로 분석하였습니다.

그는 난연성 EnvaliorPA6 Durethan®로 제조된 하우징 부품이 배터리 셀을 보호하는 비용 효율적인 솔루션을 제공하며 부품 개수를 줄이고, 조립 프로세스를 간소화하며, 중량을 감소시킬 수 있다고 설명했습니다.

구조 부품의 경우, Haspel은 화재 안전 등급이 반드시 필요한 경우에만 난연 등급을 선택할 것을 권장했으며 적절한 UL94 분류 선택의 중요성을 강조했습니다.

Haspel은 “현대의 FR 조성은 특성에 따라 비난연 소재와 유사한 성능을 보입니다.”라고 말했습니다.

열관리 시스템에서 Haspel은 간접적 수-글리콜 냉각 방식이 현재 표준이지만, 트렌드는 유전체 유체 침지 직접 냉각 방식으로 이동하고 있다고 지적했습니다.

Haspel은 “플라스틱과 유전체 유체의 검증된 호환성은 전체 차량 수명에 걸쳐 기능과 안전에 매우 중요합니다. Envalior의 제품 포트폴리오는 유전체 유체와 우수한 호환성을 보여줍니다. 충격 강도, 강성, 강도 및 치수 안정성은 매우 높은 수준을 유지하며 비교…”라고 말했습니다.추적 지수와 저항률은 영향을 받지 않으며, 난연 시스템을 적용한 컴파운드는 원래의 UL 등급을 유지합니다.

데이터가 고전압 엔지니어링 설계를 안내하는 방법

“폴리아마이드, 폴리에스터, 그리고 PPS의 전기 저항률과 고전압 절연 파괴 강도” 세션에서, Envalior의 기능성 소재 특성 Principal Scientist Rob Janssen은 열가소성 수지의 체적 저항률과 유전 파괴 강도에 관한 데이터를 발표하였으며, 열가소성 수지의 체적 저항률이 고전압 절연 파괴 특성을 어떻게 제어하는지를 설명하였습니다.

Janssen은 PA, PBT, PPS 등 모든 반결정성 폴리머는 글라스-러버 전이 온도로 특징지어지는 비정질상을 갖고 있다고 설명했습니다. 이 온도 이상에서 폴리머가 러버리 상태에 있을 때 DC 전압이 인가되면 소량의 전류가 흐르게 됩니다. 전기장이 하전 입자의 이동을 유도합니다.

"하전 입자의 이동은 글라스 상태에서는 더 제한적이고 러버리 상태에서는 덜 제한적이기 때문에, 러버리 상태에서 전류가 더 높아집니다."라고 Janssen은 말했습니다.

그는 저항률이 온도, 상대 습도, 그리고 인가 전압의 주파수에 따라 달라진다고 덧붙였습니다. Janssen은 PBT와 PPS가 환경 조건에 관계없이 매우 일관되고 견고한 전기적 성능을 보인다고 언급했습니다.

"폴리아마이드의 전기적 성능은 글라스-러버 전이 온도 이상에서 감소하지만, 저항률과 낮은 유전 파괴 강도 한계(85°C/85%RH)는 충분히 특성화되어 있습니다. 그러므로 이러한 데이터는 고전압 엔지니어링 설계를 안내하는 데 사용할 수 있습니다."라고 Janssen은 말했습니다.

포럼에서 다뤄진 기타 주제 중에는 “변환을 위한 소재 솔루션”이 포함되어 있습니다.주거용 난방 및 냉방 산업,” “자동차 부품 설계에서의 안전 주도: 충돌 시뮬레이션을 위한 CAE 소재 카드,” “공학 소재를 위한 선진 용접 기술 탐구,” 그리고 “우수한 NVH 성능을 위한 엔지니어링 소재.”

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