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소재 교체: 지속 가능성과 비용 효율성을 위해 PPA가 PA66을 대체할 수 있을 것인가?

10 9월 2018
  • 팀 보레이지(Tim Vorage)DSM Engineering Materials의 ForTii 글로벌 마켓 개발 매니저

폴리아미드 66(PA66)의 공급망은 지난 해 상당한 어려움을 겪었고, 이는 적어도 한 해 더 지속될 것 같습니다. 이 문제의 본질은 구조에 있기 때문에 일부 분석가들은 이 소재의 공급망 문제는 몇 년간 더 지속되거나 심지어는 뉴노멀이 될 것이라고 주장합니다. 그러므로 제조사들은 자사의 어플리케이션용으로 지속 가능하고 비용 효과적인 솔루션을 찾아야 합니다. 폴리아미드 6(PA6) 및 폴리에스터(PBT)가 주로 고려 대상이 되고, 여기에는 충분한 이유가 있습니다. PA66에 적절한 대체 소재로 다른 소재가 있을까요?

일부 설계자 및 엔지니어는 폴리프탈아미드(PPA) 가 PA66의 적합한 대안인지 궁금해 할 수 있습니다. 간단히 답하면 어플리케이션에 따라 다릅니다. 좀 더 설명하자면 낮은 유리전이온도 70°C~100°C를 지닌 PPA는, 주로 폴리머 기준으로 60%~70% 가량의 PA66을 포함합니다. 그래서 이 소재들은 현재의 PA66 공급 문제를 고려할 때 좋은 대안이 될 수 없습니다. 높은 유리전이온도를 지닌 PPA는 PA66 이 아주 적게 또는 전혀 포함되어 있지 않습니다. 이 소재들은 부품 성능과 비용에 따라 효과적인 PA66 대체 소재로 고려될 수 있습니다.

먼저, 치수 정확성과 안정성 사양에 영향을 미치는 수축율은 소재마다 다르며, 용융에 대한 성형 가공 온도가 PPA가 PA66보다 더 높습니다. 이러한 요인들을 꼭 확인하여, PPA가 귀사 어플리케이션용에 적합한 대체 소재가 될 수 있는지 판단해야 합니다.

다음으로 성능 요건을 자세히 보도록 하겠습니다. 귀사의 설계가 성형, 건조된 상태에서 70°C 이하의 강도를 바탕으로 한다면, PA66의 유리전이온도는 70°C 정도이기 때문에, PA6 및 PBT가 더 좋은, 그리고 비용 효율적인 솔루션임이 입증될 것 입니다. 귀사의 설계가 습한 조건에서(예를 들어, 상대 습도 50%~100%) 작동 온도 50°C 또는 작동 온도 80°C~120°C(성형, 건조 상태 또는 습한 조건)를 바탕으로 한다면, 유리전이온도가 높은 PPA가 흥미로운 대체 소재가 될 것 입니다.

아래 차트는 부품 가격 대비 부품 성능, 무게, 가공 최적화 가능성에 대한 지표 수치를 나타냅니다. 특정 강도/가격 지표가 더 높을수록 성능은 더 낫습니다.

PPA GF50%(PA4T GF50, ForTii® Ace MX53T)가 PA66 GF50% 혹은 알루미늄 A380을 대체하는 비용 효율적인 방법입니다.

성능 가격 지표에는 다음이 포함됩니다.

  • 120°C에서 인장강도(또한 상대습도 95%에서 대표 온도 50°C)
  • 밀도
  • 무게 최적화 가능성
  • 소재 가격
  • 제조 비용 효율성(주기 시간, 2차 작업 등)
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

요약하면, 상기 차트들은 높은 유리전이온도를 지닌 PPA가 지속 가능하고 비용 효율적인 방식으로 PA66 GF50%를 대체할 수 있음을 나타냅니다. 단, PPA가 PA66에 기반하지 않아야 합니다.

PA66이 공급이 부족한 상황에서 ForTii Ace MX53T(PA4T GF50)는 현재 시장과 가격 정책 체계 내에서 PA66 GF50의 지속 가능하고 비용 효율적인 대체 소재입니다. 이것은 최대 무게 감소에 최적화된 설계에서 적용될 수 있으며, 더 얇아진 제품의 벽 그리고 잠재적으로 보다 빠른 주기 시간이 가능합니다. ForTii Ace MX53T는 기존의 툴링에 대한 즉각적인 드롭-인 솔루션은 아니지만 새 프로젝트를 위한 가장 확실한 후보 소재입니다. 이 소재는 더 낮고 느린 흡습, 높은 치수 안전성, 상승 온도에서의 낮은 크리프, 그리고 도로 제설용 소금, 냉각제, 산성 물질, 엔진 오일, 트랜스미션 오일을 비롯한 화학물질에 뛰어난 내성을 갖고 있기 때문에 미래에도 사용가능 한 부품의 제조 및 설계를 가능하게 합니다. 모든 ForTii Ace MX53T 모든 광범위한 기술 자료, 소재 카드, 소재 프로토타이핑, 설계 및 성형 지원을 포함하여 당사 전문팀의 지원을 받습니다.

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