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Oct 04, 2023

성형 및 압출 플라스틱 부품의 느린 균열 성장을 완화하는 방법

노버트 스패로우 | 2019년 1월 11일 장수명 제품에 사용되는 플라스틱

노버트 스패로우 | 2019년 1월 11일

수명이 긴 제품에 사용되는 플라스틱은 느린 균열 성장(SCG)이 발생하기 쉽습니다. SCG는 제품 설계, 재료 선택, 생산 방법 및 부품이나 장치가 사용되는 환경에 따라 침전될 수 있습니다. 예를 들어, 의료 기기를 소독하고 병원 내 감염률을 낮추기 위해 더 강한 화학 물질을 사용하는 추세로 인해 플라스틱 부품에 응력 균열 또는 균열이 발생하는 비율이 증가하고 있습니다. Teel Plastics(위스콘신주 바라부)의 성장 전략 이사인 Christian Herrild는 의료 기기에서 SCG의 원인에 대해 심층 분석하고 다가오는 공동 장소에서 열리는 컨퍼런스 세션에서 설계자와 제조업체가 이 현상을 완화할 수 있는 방법을 제안할 예정입니다. 캘리포니아주 애너하임에서 MD&M(의료 설계 및 제조) West 및 PLASTEC West 이벤트. 그는 최근 자신의 프레젠테이션 미리보기를 다음과 공유했습니다.오늘의 플라스틱.

플라스틱의 균열은 화학적 측면에서 느리고 지속적인 스트레스가 필요하다고 Herrild는 설명했습니다. 예를 들어 충격이나 토크로 인해 순간적으로 발생하는 이벤트는 아니지만 비교적 빠른 속도로, 경우에 따라 하루 이내에 발생할 수도 있습니다. Herrild는 "이러한 실패 모드는 응력 상태에 있는 모든 유형의 압출 또는 성형 플라스틱에 내재되어 있습니다."라고 말했습니다.

사출 성형 부품의 응력은 성형 또는 조립 방식에서 발생한다고 Herrild는 말했습니다. 압출 제품의 경우 "코일 및 클립 유형 응용 분야나 무언가가 피팅 위나 위에 클립으로 고정되는 편조 또는 고정과 관련된 응용 분야에서 볼 수 있습니다"라고 그는 설명했습니다. Herrild는 일부 폴리머는 잔류 응력에 더 취약하고 다른 폴리머보다 더 빨리 균열될 것이라고 덧붙였습니다. 적절한 폴리머 선택은 SCG 예방을 위한 주요 도구입니다.

Herrild에 따르면 많은 일반적인 폴리머, 특히 튜브의 경우 SCG를 거의 볼 수 없습니다. "유연한 PVC와 일부 열가소성 우레탄 및 엘라스토머는 SCG에 대한 저항력이 매우 높습니다. 특정 화학 물질에 노출되거나 튜브가 꼬이는 등 극단적인 상황에 부품이나 장치를 배치하지 않는 한 균열이 발생할 가능성은 거의 없습니다. 일반적인 사용 조건에서는 그렇습니다."라고 Herrild는 말했습니다.

SCG는 폴리머의 화학적 변화를 수반하지 않는 분자 공정입니다. Herrild는 이를 고분자 가지가 분리되는 "분자 사슬 분리"라고 설명합니다. "일부 소독제는 폴리머에 매우 잘 침투하고 응력 균열 활성화 에너지를 낮추어 폴리머 가지가 훨씬 더 쉽게 분리됩니다. 일부 폴리머는 소독제를 잘 처리하지만 일부는 전혀 견딜 수 없습니다. 소독제의 유형을 알고 있는 경우 장치는 직면할 가능성이 높으면 이를 견딜 수 있는 재료를 선택할 수 있습니다."라고 Herrild는 말했습니다.오늘의 플라스틱.

특정 재료를 사용해야 하는 경우 후처리 및 어닐링을 사용하면 SCG 발생을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. "적절한 금형 설계 원칙을 적용하여 실수로 많은 스트레스를 받는 설계를 하지 않도록 해야 합니다. 나사에 과도한 토크를 가하는 것도 문제이며, 불균일한 냉각으로 인해 약간의 뒤틀림이 발생하고 조립 시 다림질이 이루어지기도 합니다. 원하는 경우 일부 OEM의 표준 관행인 이소프로필 알코올을 사용한 조립 전 닦아내는 작업이 정말로 필요한지 평가해야 합니다. 해당 용매에 노출되면 활성화 에너지가 낮아져 균열 형성이 시작될 수 있으며 부품이 장기간 손상되기 쉽습니다. 용어 크래킹'이라고 Herrild가 말했습니다.

튜브와 관련하여 대화는 일반적으로 스트레스 집중 질문으로 귀결된다고 Herrild는 덧붙였습니다. "코일 반경은 무엇입니까? 포장 굴곡 반경은 무엇입니까? 클립이 있는 경우 모서리가 날카로운가요?"

Herrild는 SCG가 발생한 의료 기기와 관련하여 취해진 여러 가지 시정 조치를 관찰했다고 말했습니다. Herrild는 "장치가 조기에 고장나고 예상 최종 사용 수명을 충족하지 못한다는 불만이 있습니다. 이는 확실히 플라스틱 가공업체가 OEM이 해결하는 데 도움이 될 수 있는 문제입니다"라고 말했습니다.