18.01.2021 by Dennis Glinski, Wilo SE, Dr. Natalie Rudolph
Wilo: 섬유 강화 3D 프린팅 부품으로 성능 향상
Wilo SE는 건물 서비스, 전체 물 관리 체인 및 산업을 위한 펌프 및 펌프 시스템을 제조하는 세계적인 기업입니다. Wilo가 적층 가공과 같은 최첨단 기술을 사용하는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 새로운 재료 선택의 열 거동을 이해하기 위해 NETZSCH DSC 214 Polyma 를 어떻게 사용하는지 알아보세요.
Wilo SE는 건물 서비스, 전체 물 관리 체인 및 산업을 위한 펌프 및 펌프 시스템을 제조하는 세계적인 기업입니다. 이 회사는 강력한 지식 기반과 미래 기술 및 시장 요구 사항에 대한 감각을 바탕으로 오랜 기간 혁신을 성공적으로 이끌어 왔습니다. 이를 위해서는 R&D에 대한 강력한 집중과 최고의 장비가 필요합니다.
Wilo가 미래의 제품을 개발하기 위해 3D 프린팅이라고도 불리는 적층 제조와 같은 최첨단 기술을 사용하는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 한 프로젝트에서는 복잡한 형상, 내부 구조 및 얇은 벽을 가진 고품질의 구조용 폴리머 부품을 생산하는 것으로 알려진 선택적 레이저 소결(SLS)을 사용합니다. 재료 손실 없이 공구가 필요 없는 생산, 개발 프로세스 단축, 사출 성형 부품과 유사한 기계적 특성으로 인해 SLS는 많은 공작물과 전체 어셈블리에 적합한 대안이 될 수 있습니다. 또한 일부 중공 형상은 실제로 분말 기반 적층 제조 공정으로만 가능합니다.
SLS 공정은 레이저를 사용하여 small 폴리머 파우더 입자를 국부적으로 녹여 균일한 층을 형성하고, 전체 부품이 녹을 때까지 이 과정을 층별로 반복합니다. 주변 제작 챔버는 전체 부품이 완성될 때까지 결정화를 방해하기 위해 재료를 높은 온도로 유지합니다. 그 후에야 파트가 냉각됩니다. 따라서 특정 재료의 공정 설정을 정의하려면 폴리머 파우더의 정확한 용융 및 결정화 거동을 알아야 합니다.
신제품에 필요한 모든 특성을 갖춘 신소재를 개발하려면 이러한 열 거동을 이해해야 합니다.
NETZSCH DSC214 Polyma솔루션 제공
섬유 보강이 있든 없든 모든 신소재의 특성은 NETZSCH DSC 214 Polyma 를 사용하여 실온에서 용융 온도 70 K까지 20 K/min의 가열 및 냉각 속도를 사용하여 동적 측정을 수행하여 특성화했습니다. 결과 그래프와 프로세스 창은 그림 1에 나와 있습니다. 용융 시작과 결정화 시작 사이의 히스테리시스는 일반적으로 사용되는 PA12보다 작습니다. 즉, PA12의 경우 약 30K에 비해 공정 윈도우가 약 20K에 불과합니다.
그림 2는 유리와 탄소 섬유가 결정화 시작에 미치는 영향을 보여줍니다. 두 섬유(파란색: CF, 녹색: GF)는 모두 핵 생성 부위 역할을 하며 결정화 시작을 더 높은 온도로 이동시켜 공정 창을 더욱 좁게 만듭니다. 이는 가장 적합한 제작 온도를 파악하는 데 중요하며 공정을 최적화하는 데 많은 전문 지식이 필요합니다. 용융 시작에 가까운 온도에서는 주변의 고체 분말이 뜨겁게 용융된 부분으로 소결되기 시작합니다. 이 효과를 측면 성장이라고 합니다. 결정화 시작에 가까운 온도에서는 뒤틀림이 문제가 될 수 있습니다. 이를 흔히 컬링이라고 합니다. 유리 섬유와 탄소 섬유의 결정화 시작 차이에 대한 한 가지 설명은 두 가지 다른 섬유의 표면 대 부피 비율일 수 있습니다. 탄소 섬유의 직경이 7 µm 범위이고 사용된 유리 섬유의 직경이 약 11 µm라고 가정하면, 탄소 섬유는 혼합물에서 동일한 부피 함량에 대해 핵 형성 부위 역할을 하는 표면적이 약간 더 넓습니다.
관심 있는 물질의 용융 온도와 결정화 온도 사이의 히스테리시스가 매우 small, 등온 결정화 연구를 수행하여 결정화 속도를 더 자세히 분석하거나 비슷한 특성을 가진 여러 혼합물을 비교하여 select 가장 좋은 혼합물을 찾을 수 있습니다.
“DSC 214 Polyma 는 사용하기 쉽고 새로운 파우더를 사용하여 부품을 성공적으로 생산할 수 있도록 모든 관련 데이터를 제공했습니다. NETZSCH 의 애플리케이션 전문가와 논의하면서 얻은 지식과 함께 개발 작업을 계속하는 데 가장 적합한 재료를 select 찾을 수 있었습니다”
SLS 분말의 특성 분석에 대해 자세히 알고 싶으신가요?
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Wilo 그룹 소개
Wilo 그룹은 빌딩 서비스, 물 관리 및 산업 부문을 위한 펌프 및 펌프 시스템을 제공하는 세계 최고의 프리미엄 공급업체 중 하나입니다. 이 회사의 혁신적인 솔루션, 스마트 제품 및 개별 서비스는 지능적이고 효율적이며 기후 친화적인 방식으로 물을 이동시킵니다. 또한 지속 가능성 전략과 파트너와의 협력을 통해 기후 보호에 중요한 기여를 하고 있습니다 (출처).