PBT-오버몰딩 금속 부품의 응력 균열 위험 감소 방법
금속과 PBT는 전기차 구동계에 사용되는 오버몰딩 금속 도체에서 이상적인 파트너 소재입니다. 그러나 엔지니어에게는 빈번하고 급격한 온도 변화가 이러한 ‘소재 결합’을 시험대에 올려놓습니다. 응력 균열이 발생하여 전체 어셈블리의 결함으로 이어질 수 있습니다. Pocan® XHR 라인의 높은 신율, 내수분 분해성, 내열성을 갖춘 PBT는 이러한 문제를 해결할 수 있습니다.이러한 위험을 최소화하는 방법입니다. 이는 클러치 변속기용 장착 프레임으로 입증됩니다.
엔지니어들은 고성능 전기·전자 어플리케이션에서 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트)를 자주 선택합니다. PBT는 온도와 무관하게 일관된 우수한 전기 절연 특성을 제공하기 때문입니다. 금속 부품은 종종 PBT로 오버몰딩 처리됩니다. 버스바(bar), 하우징, 또는 프레임과 같은 결과 부품이 사용 중 급격한 온도 변화에 자주 노출되는 경우, 금속과 플라스틱 간의 "마찰" 문제가 발생할 수 있습니다. 이는 두 소재의 열팽창 계수가 매우 다르기 때문에, 밀접하게 결합된 영역에서 응력 균열의 위험이 증가하기 때문입니다. 이러한 균열은 전체 어셈블리의 결함을 야기할 수 있고, 전기차와 같은 적용 분야에서는 비용이 많이 드는 수리가 필요할 수 있습니다. 이러한 이슈는 잘 아시다시피, 장기 신뢰성을 저해하고 시스템의 전체 라이프사이클 비용을 증가시킬 수 있습니다.
높은 파단 연신율k는 안정적인 "재료 결합"을 보장합니다
이와 같은 문제 해결을 지원하기 위해, 당사의 재료 전문가들은 파단 시 연신율이 높아 열적 팽창에 따라 균열이나 파손 없이 적응할 수 있는 PBT Grade를 개발했습니다. 이러한 특성은 조기 부품 고장을 예방하고, 열적 환경이 요구되는 상황에서 내구성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
이러한 재료의 예로 Pocan® B3233XHR가 있습니다. 이 사출성형 컴파운드는 3.6%의 매우 높은 파단 시 연신율을 가지고 있으며, 전기 모터가 통합된 듀얼 클러치 변속기의 인버터 장착 프레임에 최적의 소재입니다.
마일드 하이브리드 전기 모터를 듀얼 클러치 변속기에 통합하면, 전기 구동이 출발, 후진, 고속도로 가속 등 모든 주행 모드를 지원합니다. 이는 최대 15%의 연료 절감 효과로 이어집니다. OEM 및 운전자에게는 최대 15%의 실제 연료 절감과 한층 부드러운 주행 성능을 제공합니다. 해당 변속기는 다양한 자동차 제조사의 마일드 하이브리드 차량에 장착됩니다.
열충격 테스트에서의 우수한 결과
장착 프레임은 컴포넌트 전체를 가로지르는 버스바, 전기 접촉용 핀, 프레임 및 회로 기판 고정용 스크류 돔 등 다양한 부품을 통합합니다. 이러한 금속 부품의 대량 인서트와 그로 인한 응력 균열 위험은 사출성형 소재로 Pocan® B3233XHR의 사용을 요구했습니다.
컴파운드의 뛰어난 파단 시 연신율은 다수의 온도 사이클 이후에도 거의 감소하지 않으며, 높은 내수분 분해성 및 내열 노화성을 동시에 갖추고 있습니다. 이러한 요인들은 플라스틱이 취약해지는 것을 방지합니다.이 소재는 구성 요소의 높은 기능적 신뢰성을 보장하고 일관된 우수한 전기적 특성을 제공합니다. 우리는 열충격 시험을 통해 이 소재의 특성을 광범위하게 평가하였습니다. 실험에서는 구성 요소의 프로토타입에 갑작스럽고 극심한 온도 변화가 반복적으로 적용되었습니다. 시험 결과, 프레임이 이러한 극한의 운전 조건을 견딜 수 있음을 확인했습니다. 이를 통해 실제 환경에서도 소재가 신뢰성 있게 성능을 발휘함을 확신할 수 있습니다.
압도적으로 우수함: SAE/USCAR 장기 가수분해 시험에서 5등급 획득
Pocan® B3233XHR의 탁월한 가수분해 저항성 (Xtreme Hydrolysis Resistant) 는 고온다습 환경에서의 엄격한 SAE/USCAR-2 Rev. 7 장기 시험에 따른 시험편 평가를 통해 입증되었습니다. 이 소재는 미국 자동차 기술자 협회(SAE)의 가장 높은 등급인 5등급을 달성하였습니다. 또한, 열가소성 소재의 고온 대기 환경에서의 장기 내구성을 조사하였습니다. 150 °C에서 3,000시간의 고온 저장 후에도 충격 강도가 거의 변하지 않았음을 확인했습니다.
안전하고 신뢰성 있으며 섬세한 가공을 위한 최적화
이 소재는 우수한 가공 특성을 통해 다양한 이점을 제공합니다. 동일한 유리섬유 함량의 표준 PBT 대비 약 30% 향상된 용융 유동성을 제공하며, Pocan® XtremeFlow 고유동 제품군의 주요 Grade와 동등한 성능을 갖추고 있습니다. 탁월한 유동 특성을 바탕으로 낮은 사출 압력에서도 성형이 가능하여, 금속 인서트가 안정적으로 고정되어 양산 공정에서 정밀하고 신뢰성 높은 결과를 제공합니다.
일관된 높은 전기적 성능으로 신뢰성 확보
유리섬유로 보강된 우리 PBT 엔지니어링 소재의 또 다른 장점은중량 기준 30% 유리 섬유가 함유된 PBT의 주요 장점은 높은 치수 안정성입니다. 이는 정밀한 공차의 치수 정확성이 요구되는 부품의 생산을 용이하게 하며, 온도 변화 시 열 팽창을 줄여줍니다. 낮은 흡수율로 인해, PBT 특유의 높은 유전 강도 및 트래킹 저항성과 같은 우수한 전기적 특성 역시 변동이 없습니다. 또한, 이 컴파운드는 금속 부품과 접촉 시 전기 부식의 경향이 매우 낮습니다.
정밀하게 조율된: Pocan® XHR의 다양한 포트폴리오
Pocan® B3233XHR 및 XHR 제품 계열의 기타 변형은 전기차 구동계에서 뛰어난 적용 가능성을 보입니다. 예를 들어, 제어 유닛 하우징, 커넥터, 버스바, 오버몰딩된 스테이터 등 다양한 하우징에 적용을 고려하고 있습니다. XHR 제품군은 미충진 컴파운드, 최대 30% 단섬유 유리 섬유 보강 컴파운드, 난연 소재 변형 및 600볼트(CTI A)의 높은 트래킹 저항성을 가진 제품을 포함합니다. 이와 같은 광범위한 포트폴리오는 성능, 안전성, 가공 요구사항에 맞는 최적의 Grade를 선택할 수 있도록 합니다.