폴리아미드 12에 레이저 방식 대신 절단 다이가 있는 실험실 프레스를 선택하는 주된 이유는 열 결함 발생을 방지하는 것입니다. 레이저는 열을 사용하여 재료를 절단하는 반면, 실험실 프레스는 기계적 힘을 사용하여 준비 단계에서 시편이 화학적 및 물리적으로 변형되지 않도록 합니다.
기계 시험 데이터의 무결성은 샘플의 "이력"에 따라 달라집니다. 기계 절단은 열 응력과 가장자리 열화를 방지하여 ASTM D638과 같은 표준 준수를 왜곡할 수 있는 인위적인 파단점을 방지합니다.
재료 무결성 보존
열 이력 제거
실험실 프레스의 가장 중요한 장점은 열이 없다는 것입니다. 레이저 절단은 본질적으로 시편 가장자리에 열 영향 구역(HAZ)을 생성합니다.
폴리아미드 12와 같은 열가소성 수지의 경우, 이러한 국소 가열은 결정 구조를 변경하거나 고분자 사슬을 분해할 수 있습니다. 기계식 프레스는 주변 온도에서 재료를 절단하여 테스트하는 특성이 절단 공정의 인위적인 것이 아니라 재료 고유의 것임을 보장합니다.
데이터 편향 방지
2차 레이저 절단으로 인한 열 응력은 기계적 특성 시험의 정확도를 방해합니다. 시편 가장자리가 열로 인해 취약해지거나 연화되면 인장 시험 결과는 벌크 재료가 아닌 손상된 가장자리를 반영하게 됩니다.
프레스를 사용하면 수집된 응력-변형률 데이터가 샘플 준비가 아닌 재료의 구성 및 가공 이력의 순수한 결과임을 보장합니다.
기하학적 정밀도 보장
복잡한 전환 처리
인장 시편은 특정 기하학적 구조, 특히 그립 부분에서 게이지 길이로 전환되는 "어깨" 주변에 필요합니다. 레이저 기반 시스템은 이러한 복잡한 전환을 부드럽게 추적하는 데 종종 제한이 있습니다.
표준화된 절단 다이는 정확한 사양으로 가공됩니다. 프레스와 함께 사용하면 각 샘플 배치에서 기하학적 표준화를 보장하면서 이러한 중요한 전환을 매번 완벽하게 재현합니다.
가장자리 응력 집중 제거
유효한 데이터를 얻으려면 시편 가장자리에 흠집, 버 또는 불규칙성이 없어야 합니다. 보조 참조에 따르면 특수 펀칭은 깔끔하고 손상이 없는 가장자리를 제공합니다.
인장 바 가장자리의 모든 불완전성은 응력 집중점 역할을 하여 샘플이 조기에 또는 예측 불가능하게 파손됩니다. 기계 절단은 이러한 유도된 파손을 방지하는 깨끗하고 균일한 가장자리를 생성합니다.
절충점 이해
수동 방식의 위험
기계 절단은 이 응용 분야에서 레이저 절단보다 우수하지만 효과적이려면 프레스를 통해 자동화해야 합니다. 수동 절단은 불규칙한 가장자리와 흠집을 생성하며, 이는 열 응력만큼 데이터 품질에 해롭습니다.
다이 유지보수 및 마모
기계적 정밀도의 "비용"은 공구 유지보수입니다. 비접촉식 레이저와 달리 절단 다이는 시간이 지남에 따라 무뎌질 수 있습니다.
그러나 특성 분석이라는 특정 목표를 위해서는 절충이 필요합니다. 무딘 다이를 사용하는 것이 레이저를 사용하는 것보다 낫지만, 날카롭고 표준화된 다이만이 국제 표준을 완전히 준수하는 유일한 방법입니다.
목표에 맞는 올바른 선택
폴리아미드 12 테스트에서 실행 가능하고 방어 가능한 데이터를 얻으려면 다음 우선 순위를 고려하십시오.
- 데이터 정확성이 주요 초점인 경우: 실험실 프레스를 사용하여 시편에 잘못된 파단점을 생성하는 열 응력을 피하십시오.
- 표준 준수가 주요 초점인 경우: 표준화된 다이를 사용하여 가장자리 품질이 ASTM D638과 같은 엄격한 기준을 충족하고 응력 집중으로 인한 거부를 방지하십시오.
정밀 재료 테스트에서 샘플 준비 방법은 테스트 자체만큼 중요합니다. 기계적 분리는 데이터의 진실성을 보장하는 유일한 방법입니다.
요약 표:
| 기능 | 기계식 프레스 및 절단 다이 | 레이저 성형/절단 |
|---|---|---|
| 열 영향 | 없음 (주변 온도) | 높음 (열 영향 구역) |
| 가장자리 품질 | 깨끗하고 균일하며 흠집 없음 | 잠재적 용융 또는 탄화 |
| 재료 무결성 | 결정 구조 보존 | 고분자 사슬 분해 위험 |
| 데이터 정확성 | 높음 (인위적 요소 제거) | 낮음 (열 응력으로 인한 편향) |
| 기하학 | 다이를 통한 완벽한 표준화 | 빔 초점에 따라 가변 |
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참고문헌
- Yunus Kutlu, Andreas Ostendorf. Optimizing directed energy deposition of polymers through melt pool temperature control: impact on physical properties of polyamide 12 parts. DOI: 10.1007/s40964-024-00588-y
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