ABS 재료에 대한 전체 가이드: 특성, 응용 분야 및 이점

지난 달 한 고객이 왜 6개월 후에 배터리 충전기 하우징에 균열이 생겼는지 물었습니다. 보내주신 자재 스펙을 살펴봤습니다. 범용 ABS 정격은 최대 80도이지만 내부 전자 장치는 충전 주기 동안 95도를 밀어냈습니다. 아무도 확인하지 않았습니다. 고전적인 실수.

 

우리 영업팀이 여러 고객으로부터 동일한 질문을 계속해서 전달하기 때문에 이 글을 씁니다. 어쩌면 모든 것을 한 곳에 모아두면 모든 사람의 시간이 절약될 수도 있습니다.

ABS 기본

아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌. 세 가지 구성 요소는 각각 다른 작업을 수행합니다. 내화학성을 위한 아크릴로니트릴. 임팩트를 위한 부타디엔. 강성과 표면 마감을 위한 스티렌.

이 세 가지의 비율이 등급 특성을 결정합니다. 부타디엔이 많을수록 충격은 더 좋지만 소재는 더 부드럽습니다. 아크릴로니트릴이 많을수록 내화학성은 향상되지만 가공이 더 어렵다는 의미입니다. 제조업체마다 균형을 다르게 유지하기 때문에 단순히 공급업체를 바꾸고 동일한 결과를 기대할 수는 없습니다.

일부 고객은 재활용 ABS 함량에 대해 문의합니다. 솔직히 우리는 팬이 아니다. 충격 강도가 떨어지고 배치 일관성이 사라지며 가공 중 냄새가 눈에 띄게 악화됩니다. 작년에 타이어 타는 냄새가 나는 재연마 재료 배치가 하나 있었습니다. 운영자는 기계에 불이 붙었다고 생각했습니다. 이전 소유자가 이상한 것을 처리하여 재분쇄 흐름을 오염시킨 것으로 밝혀졌습니다. 내부 브래킷의 경우 아무도 볼 수 없습니다. 그 외의 경우에는 버진 소재만 사용 가능합니다.

기계적 성질

데이터시트의 모든 속성을 나열하지는 않겠습니다. 그건 직접 찾아보시면 됩니다. 일이 잘못되었을 때 실제로 중요한 것이 무엇인지 말씀드리겠습니다.

온도 성능에는 ABS에 명확한 한계가 있습니다. 약 105도의 유리 전이는 표준 등급의 경우 최대 85도까지 실제적으로 지속적으로 사용할 수 있음을 의미합니다. 내열-등급은 이보다 더 높지만 비용은 더 많이 듭니다. 제가 끊임없이 보는 실수는 엔지니어가 내부 열 발생을 고려하지 않고 주변 온도를 기반으로 설계한다는 것입니다. 전자제품은 열을 발생시킵니다. 모터는 열을 발생시킵니다. 전원 공급 장치에서는 열이 발생합니다. 모든 것을 합산하면 "40도 주변" 애플리케이션이 실제로 인클로저 내부에서 75도 이상에서 실행됩니다.

난연성 등급

제가 고객에게 설명하는데 가장 많은 시간을 보내는 부분이 바로 이 부분이므로 여기서 좀 더 자세히 설명하겠습니다.

UL 94는 모든 사람이 참조하는 표준입니다. V-0, V-1, V-2, 5VA. 대부분의 배터리 하우징 애플리케이션에는 최소 V-0이 필요합니다. 일부 자동차 사양에는 5VA가 필요합니다. 문제는 UL 등급이 두께에 따라 달라지며 대부분의 사람들은 이미 툴링을 주문하기 전까지 이를 깨닫지 못한다는 것입니다.

1.5mm에서 V-0 등급의 재료는 1.2mm에서 V-1만 달성할 수 있습니다. UL Yellow Card는 테스트된 두께를 정확하게 지정합니다. 벽 두께가 일치하지 않으면 동일한 등급이 적용된다고 가정할 수 없습니다. 누군가 V-0 등급이 1.5mm 테스트 데이터에서 이어질 것이라고 가정하고 1.2mm 벽을 설계했기 때문에 프로젝트가 3개월 지연되는 것을 본 적이 있습니다. 그런 식으로 작동하지 않습니다.

업계에서는 환경 규제, 특히 유럽으로 수출되는 모든 제품에 대한 규제로 인해 대부분 브롬계 난연제 사용을 중단했습니다. 현재 FR-ABS 제제는 인- 기반 또는 미네랄 시스템을 사용합니다. 성능은 현재 기존 브롬화 버전에 가깝지만 초기 세대는 충격 강도가 눈에 띄게 낮았습니다. 브롬화 FR-ABS를 사용한 기존 디자인을 교체하는 경우 샘플을 구해 테스트하세요. 동등하다고 가정하지 마십시오.

특히 배터리 애플리케이션의 경우 일부 고객은 이제 UL 2596 열 폭주 테스트에 대해 문의하고 있습니다. 이는 UL 94와는 다른 표준이며 모든 FR{3}}ABS 등급이 이에 대해 테스트된 것은 아닙니다. 최종 제품에 이 인증이 필요한 경우 등급을 확정하기 전에 재료 공급업체에 확인하세요. 작년에 고객은 FR-ABS가 V-0 등급이기 때문에 열 폭주 테스트를 통과할 것이라고 가정한 프로젝트를 진행했습니다. 통과하지 못했습니다. 다른 테스트, 다른 요구 사항. 그들은 더 높은 비용을 들여 PC/ABS 혼합으로 전환해야 했고 출시를 연기해야 ​​했습니다.

우리가 실제로 사용하는 FR-ABS 등급은 무엇인가요? 대부분 SABIC과 LG화학이다. SABIC은 복잡한 형상에서 더 잘 흐르고, 미성형 및 웰드라인 문제가 적습니다. LG는 가치가 높지만 수입 검사에 대해서는 협상이 불가능합니다.- 우리는 작년에 그들로부터 3개의 배치를 거부했는데, 모두 MFI가 사양을 벗어났습니다. 그들은 논쟁 없이 그들을 교체했다는 것을 너무도 명확하게 알고 있었습니다. 공정 변화를 감당할 수 없는 매우 중요한 부품에는 SABIC이 있습니다. 변동성을 관리할 수 있는 비용에 민감한-대량 작업에는 LG가 있습니다. Chimei는 둘 다보다 저렴하지만 기술 지원이 마음에 들지 않습니다. 문제가 발생하면 전화를 받아주는 공급업체가 필요합니다.

아, 앞서 무할로겐-전환에 관해 언급하지 않은 것이 하나 있습니다. 오래된 브롬화 FR 제제 중 일부는 눈에 띄게 더 나은 충격 강도를 나타냈습니다. 최신 인- 기반 시스템은 대부분 이러한 격차를 해소했지만 기존 화학을 사용한 레거시 설계를 교체하는 경우 철저하게 테스트하십시오. 고객은 동등하다고 가정했고 낙하 테스트 통과율은 99%에서 92%로 높아졌습니다. 재앙은 아니지만 확실히 눈에 띕니다. 결국 이를 보완하기 위해 벽 두께를 약간 조정해야 했습니다.

ABS가 작동하지 않는 경우

모든 사람의 시간을 절약해 주기 때문에 이에 대해 직접적으로 설명하겠습니다.

• UV 보호 기능이 없는 실외 적용.ABS는 UV 노출로 인해 노란색으로 변하고 부서지기 쉽습니다. 실외 사용의 경우 페인트를 칠하거나 UV-안정화 캡 레이어를 사용하거나 대신 ASA를 선택하세요. 우리의 경고에도 불구하고 고객들은 실외 장비 하우징에 도색되지 않은 ABS를 고집했습니다. 1년 후 부품이 형편없어 보였고 그들은 우리를 비난하려고 했습니다. 우리가 권장하는 이메일 체인을 그들에게 보냈습니다. 그 대화는 잘 진행되지 않았지만 우리가 명시적으로 반대 의견을 제시한 결정에 대해 저는 책임을 지지 않습니다.
   
• 고온 환경.연속 85도 이상에서는 표준 ABS가 부드러워지고 변형됩니다. 내열-등급은 도움이 되지만 한계가 있습니다. 연속 100도 이상에서는 PC, PA 또는 특수 재료를 찾고 있습니다. 2021년 정도의 한 프로젝트에는 중동의 야외 캐비닛에 들어가는 장비용 하우징이 포함되었습니다. 캐비닛 내부의 여름 온도는 쉽게 70도에 도달합니다. 우리는 내열 등급을 권장했지만{10}}고객의 구매 담당자는 가격이 너무 비싸다고 엔지니어를 기각했습니다. 보증 청구는 첫 번째 여름에 시작되었습니다. 우리는 옳은 것보다 관계가 더 중요했기 때문에 재료를 바꾸는 데 드는 비용을 감수하게 되었습니다. 비싼 수업. 구매 담당자가 다른 부서로 재배치됐다고 들었습니다. 작은 위로.
   
• 대형 구조용 배터리 팩 인클로저.여러 모듈을 수용하는 EV 배터리 팩용 대형 하우징에는 알루미늄, 복합재 또는 유리-충전 PA가 필요합니다. 열 관리 요구 사항, 구조적 하중 및 충돌 안전 요구 사항은 ABS가 제공할 수 있는 수준을 초과합니다. 이것은 우리의 전문 분야가 아니므로 그렇지 않은 척하지 않겠습니다. 우리는 ABS가 적합한 모듈-레벨 하우징과 소형 인클로저에 중점을 두고 있습니다.
   
• 특정 용매에 대한 화학적 노출.아세톤은 ABS를 용해시킵니다. MEK 및 기타 일반적인 산업용 용매도 마찬가지입니다. 귀하의 운영 환경을 알아보세요.

디자인 고려 사항

저는 금형 설계자가 아닙니다. 그것이 우리 툴링 팀의 업무이므로 이 섹션은 짧게 하겠습니다. 모든 제품 디자이너가 알아야 할 기본 사항이 있지만 실제 DFM 작업은 사용자가 파일을 보내고 엔지니어가 이를 검토할 때 발생합니다.

실제 피드백을 원하시면 3D 파일을 보내주세요. 일반적인 조언은 지금까지만 적용됩니다.

가장 자주 발생하는 품질 문제

수분.ABS는 공기 중의 물을 흡수합니다. 젖은 재료를 처리하면 얼룩, 은색 줄무늬, 특성 저하가 나타납니다. 사양 한계는 일반적으로 수분 최대 0.1%입니다. 성형 전 모든 것을 초기 조건에 따라 80도에서 최소 2{7}}4시간 건조합니다. 다른 공급업체의 부품에서 볼 수 있는 가장 일반적인 품질 문제는 습기 관련 결함입니다. 재료를 제대로 건조시키지 않았거나 건조 후 너무 오래 방치했습니다.

일괄 변형.이미 MFI 변형을 언급했습니다. 또한 착색된 화합물에 대한 색상 일치도 가능합니다. 우리는 마스터 샘플과 비교하여 들어오는 재료를 측정합니다. 외관 부품의 경우 Delta E가 1.0 미만입니다. 일부 공급업체의 일부 배치는 허용 가능한 범위를 벗어납니다. 입고 검사가 없으면 불량 배치는 불량 부품이 되어 고객 불만 사항이 됩니다.

프로세스 창 위반.ABS는 관용적이지만 무한히 그런 것은 아닙니다. 온도가 너무 높으면 재료가 저하됩니다. 너무 낮고 흐름이 좋지 않으며 웰드 라인이 약합니다. 주입 속도가 너무 높아 분사되고 연소됩니다. 너무 낮고 짧은 샷입니다. 대부분의 성형업체는 이를 알고 있지만 누군가가 결과를 이해하지 못한 채 사이클 시간 목표를 달성하기 위해 매개변수를 조정하면 문제가 발생합니다.

우리와 함께 일하기

마무리 생각

ABS는 작동하기 때문에 영원히 존재해 왔습니다. 특성의 균형이 좋고 가공이 용이하며 비용이 합리적입니다. 인클로저 및 하우징의 경우 여전히 정당한 이유로 기본 선택입니다.

제가 다루는 문제는 대부분 초기에 발생한 재료 선택 실수에서 비롯됩니다. 어떤 사람은 ABS가 지난번에 사용했던 것이기 때문에 실제로 이 프로젝트에 적합한지 확인하지 않고 ABS를 선택합니다. 그런 다음 생산 과정에서 문제가 나타나거나 수천 대가 배송된 후 현장에서 더 심각한 문제가 나타납니다. 앞서 언급한 중동 캐비닛 프로젝트가 완벽한 예이다. 문제를 해결하는 것은 문제를 예방하는 것보다 항상 비용이 더 많이 듭니다.

ABS가 귀하의 응용 분야에 적합한지 확실하지 않은 경우 문의하십시오. 이메일을 보내서 수행하려는 작업을 설명하면 ABS가 적합한지 또는 다른 것을 고려해야 하는지 알려 드리겠습니다. 나중에 보증 문제를 처리하는 것보다 먼저 올바른 자료를 안내하는 것이 좋습니다. 그것은 이타주의가 아니라 단지 좋은 사업일 뿐입니다.

한 가지 더. 현재 공급업체가 일을 제대로 하고 있는지 알아보기 위해 이 글을 읽고 계시다면 제가 이 글에서 설명한 품질 문제인 습기 결함, 일관되지 않은 재료, 열악한 공정 제어 등이 생각보다 더 일반적입니다. 많은 상점이 모퉁이를 잘랐습니다. 육안 검사에서는 부품이 괜찮아 보이지만 속성이 없습니다. 현장에서 오류가 발생하고 공급업체가 부품이 사양에 부합한다고 계속 말하면 다른 의견을 구할 수도 있습니다.