고정밀 알루미늄 금형은 핫 프레싱 중 폴리우레탄(PU) 샘플의 형상과 정확한 두께를 정의하는 중요한 제어 메커니즘입니다. 300μm 측정과 같은 특정 스페이서를 사용하면 금형은 용융된 PU를 보호용 PTFE 필름 사이의 고정된 부피로 채우도록 강제합니다. 이를 통해 정확한 재료 특성 데이터를 얻는 데 필수적인 균일한 필름이 생성됩니다.
금형의 주요 기능은 재료 특성 분석에서 가장 흔한 오류의 원인인 두께 변동을 제거하는 것입니다. 재료를 고정된 치수로 제약함으로써 후속 전기 및 기계 테스트 데이터가 과학적으로 유효하고 비교 가능하도록 보장합니다.
재료 두께 제어
알루미늄 금형의 가장 중요한 역할은 샘플 전체에 걸쳐 엄격한 치수 안정성을 보장하는 것입니다.
스페이서의 메커니즘
성형 공정 중에 특정 두께(예: 300μm)의 알루미늄 스페이서가 두 겹의 PTFE 필름 사이에 놓입니다.
균일성 강제
실험실 유압 프레스의 압력 하에서 용융된 폴리우레탄은 이 스페이서로 정의된 공간으로 흐르도록 강제됩니다.
변동 제거
이 설정은 재료가 너무 얇거나 고르지 않게 되는 것을 방지하여 전체적으로 일관된 두께를 가진 디스크 모양의 필름을 생성합니다.
정확한 전기 분석 지원
금형의 정밀도는 전기 테스트 데이터의 유효성과 직접적으로 관련됩니다.
절연 파괴 강도 계산
AC 및 DC 절연 파괴 전기장 강도(kV/mm 단위)를 결정하려면 연구원은 절연 파괴 전압을 샘플 두께로 나누어야 합니다.
계산 오류 감소
금형이 두께 변동을 허용하면 이 계산의 분모가 신뢰할 수 없게 됩니다. 고정밀 금형은 방정식의 "mm" 구성 요소가 상수이자 알려진 값임을 보장합니다.
형상 및 열 특성 정의
두께 외에도 금형은 표준화된 테스트에 필요한 더 넓은 물리적 및 열적 기능을 수행합니다.
기계적 테스트 표준화
금속 금형은 120mm x 100mm 직사각형 판과 같은 복합 재료의 최종 형상을 정의합니다.
ASTM 표준 준수
정확한 금형 치수는 인장, 굽힘 및 충격 테스트를 위해 절단된 시편이 ASTM 표준을 엄격하게 준수하도록 합니다.
열전도율
알루미늄의 사용은 높은 열전도율 때문에 의도적입니다. 이는 샘플의 균일한 냉각을 보장하여 기계적 강도 데이터를 왜곡할 수 있는 내부 응력을 방지합니다.
장단점 이해
고정밀 금형은 정확도를 위해 필수적이지만 특정 제약 조건을 도입하므로 관리해야 합니다.
부피 제한
금형이 고정된 공간을 정의하므로 도입되는 원료 PU의 부피를 정확하게 계산해야 합니다. 재료가 너무 적으면 보이드가 발생하고, 너무 많으면 유효 압력을 변경할 수 있는 "플래시"(과도한 재료)가 발생합니다.
표면 상호 작용
금형은 달라붙는 것을 방지하기 위해 PTFE 필름에 의존합니다. 금형 표면이나 필름의 모든 결함은 PU 샘플로 전달되어 전기 테스트 중에 결함 지점 역할을 할 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
성형 공정에서 가장 큰 가치를 얻으려면 금형 사양을 테스트 목표에 맞추십시오.
- 전기 절연 파괴 테스트가 주요 초점인 경우: 필름 두께가 마이크로미터 수준까지 균일하도록 스페이서의 정밀도를 우선시하십시오.
- 기계적 강도(인장/굽힘)가 주요 초점인 경우: 관련 ASTM 시편 표준 준수를 보장하기 위해 금형 캐비티의 기하학적 치수를 우선시하십시오.
금형의 정밀도는 수집하는 데이터가 처리 방법의 불일치가 아닌 폴리우레탄의 실제 특성을 반영하도록 보장합니다.
요약 표:
| 기능 | PU 성형에서의 역할 | 연구에 대한 이점 |
|---|---|---|
| 정밀 스페이서 | 고정된 300μm(또는 맞춤형) 두께 정의 | 절연 파괴 강도 계산 오류 제거 |
| 알루미늄 재료 | 높은 열전도율 | 균일한 냉각 보장 및 내부 응력 방지 |
| 고정 형상 | 특정 길이/너비 정의(예: 120x100mm) | ASTM 인장/굽힘 표준 준수 보장 |
| PTFE 필름 인터페이스 | 접착 방지 및 금형 표면 보호 | 전기 테스트를 위한 결함 없는 샘플 생산 |
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참고문헌
- Abdul Samad, Igor V. Timoshkin. Investigating the Impact of Hardness on Dielectric Breakdown Characteristics of Polyurethane. DOI: 10.1021/acsomega.4c00509
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