폴리페닐렌 설파이드-탄소 섬유 복합재(PPS-CF) 소개

I. PPS-CF 소재의 핵심 개요

• 기계적 특성 향상: 인장 강도는 순수 PPS보다 30~60% 높으며, 영률이 크게 향상되어 변형 저항성이 뛰어납니다.
• 열 안정성: 융점은 280~290°C 범위이며, 장기 사용 온도는 200~220°C이고, 단기 내열 온도는 260°C에 달하며, 열전도율은 2~5배 증가합니다.
• 화학적 내성: 산, 알칼리, 용제 및 연료에 대한 내성이 뛰어나며, PA 및 POM보다 우수하고, 탄소 섬유가 안정성에 영향을 미치지 않습니다.
• 치수 안정성: 낮은 수축률(0.05~0.2%), 극히 낮은 수분 흡수율(≤0.05%), 그리고 뛰어난 정밀도.

II. ERYONE PPS-CF: 온화한 인쇄 조건에서의 성능 이점

1. 유연한 인쇄 매개변수 (핵심 장점의 구현)

• 노즐: 경화강/텅스텐 카바이드/루비 재질, 전체 금속 핫 엔드.
• 노즐 온도: 290-320°C (기존 PPS-CF의 310-340°C보다 낮아 핫엔드 마모를 줄이고 일반적인 고온 3D 프린터에 더 적합합니다).
• 베드 온도: 100-120°C (130-150°C의 고온은 필요하지 않으며, 장비 부하를 줄이고 출력물과 플랫폼 사이의 접착력을 높여 뒤틀림을 방지합니다).
• 챔버 온도: 50-60°C (낮은 챔버 온도에서만 안정적인 인쇄가 가능하며, 80-100°C의 고온 환경은 필요하지 않고, 능동형 챔버 가열 기능을 갖춘 일반적인 밀폐형 프린터로도 요구 사항을 충족할 수 있습니다.)
• 노즐 온도: 290~320°C (탄소 섬유 함량에 따라 미세 조정됨; 함량이 높을수록 충분한 용융을 보장하기 위해 320°C에 가까워야 함).
• 인쇄 속도: ≤200 mm/s (기존 PPS-CF는 저속에서만 인쇄 가능).
• 후퇴 거리: 1.5~2.5mm, 속도: 25~35mm/s.
• 냉각 팬: 끄거나 5% 이하로 설정하십시오.

3. 재료 준비

• 건조: 100~120°C에서 6~8시간 동안 건조하십시오 (3D 프린팅 부품은 프린팅 중 기포 및 구멍 발생을 방지하기 위해 철저한 탈수 과정이 필요합니다).
• 보관 방법: 밀폐 용기에 제습제를 넣고 장기간 건조한 환경에 보관하십시오.

4. 일반적인 문제점 및 해결책

• 노즐 마모: 내마모성 노즐을 선택하고 정기적으로 점검 및 교체하십시오.
• 층간 접착력 부족: 온도를 5~10°C 높이고, 속도를 줄이고, 챔버 온도를 최적화하고, 필요한 경우 고온 래프트를 사용하십시오.
• 출력물 변형 방지: 고온 베드, 밀폐형 챔버, 적절한 서포트를 사용하고 출력 후 열처리하십시오.
• 탄소 섬유 응집: 철저한 건조를 보장하고, 충분한 용융을 위해 매개변수를 최적화하며, 필라멘트 공급의 균일성을 확인합니다.

III. ERYONE PPS-CF 소재의 장점 및 단점

1. 장점

• 온화한 조건에서도 탁월한 성능: ERYONE PPS-CF는 노즐 온도 290~320°C, 베드 온도 100~120°C, 챔버 온도 50~60°C의 인쇄 조건에서 핵심 성능 저하 없이 인쇄 부품의 인장 강도는 90MPa, 굴곡 탄성률은 4000MPa에 달하며, 성능 저하는 5% 이하입니다. 또한, 열 안정성(장기 200~220°C, 단기 260°C) 및 내화학성 등의 주요 특성은 기존 고온 인쇄 PPS-CF와 동등합니다.
• 탁월한 열 성능: 내열성과 높은 열전도율을 결합하여 내열성과 열 방출이 모두 요구되는 용도에 적합합니다.
• 높은 치수 정밀도: 낮은 수축률과 낮은 수분 흡수율로 복잡한 환경에서도 안정적인 정밀도를 보장합니다.
• 난연성: UL94 V-0 등급, 할로겐 무함유, 저연성.
• 화학적 내구성: 오일, 연료, 용제, 산 및 알칼리에 의한 분해에 강합니다.
• 경량성: 밀도 1.31-1.33g/cm³로 에너지 소비를 줄입니다.

2. 제한 사항

• 높은 장비 요구 사항(기존 PPS-CF): 특수 고온 프린터와 내마모성 노즐이 필요하여 투자 비용이 높습니다. ERYONE PPS-CF는 이러한 진입 장벽을 낮출 수 있습니다.
• 명백한 취성: 충격 강도는 14~22 kJ/m²로, PA12-CF보다 취성이 더 강합니다.
• 열처리 필요: 200~240°C에서 2~4시간 동안 열처리하여 생산 공정을 단축하십시오.

IV. 성능 비교, 응용 분야 및 변형

• 항공우주 분야: 경량 구조 부품, 고온 내성 전기 인클로저.
• 고급 자동차: 엔진룸 핵심 부품, 신에너지 배터리 팩 구조 부품.
• 전자 장비: 고급 서버 방열판, 5G 장비 케이스, 정밀 커넥터.
• 산업 분야: 펌프 부품, 화학 밸브, 내마모성 밀봉재.
• 스포츠 장비: 자전거 부품, 무인 항공기 동체, 골프 클럽 액세서리.

2. 일반적인 PPS-CF 변형

• PPS-CF10: 탄소 섬유 10% 함유, 입문용 소재로 강도와 가공성의 균형을 잘 맞춘 제품입니다.
• PPS-CF20: 탄소 섬유 20% 함유, 높은 보강재 함량으로 높은 강성이 요구되는 핵심 부품에 적합합니다.
• PPS-CF/GF 하이브리드 보강재: 표면 마감을 최적화하고 비용을 절감합니다.
• PPS-CF-HT: 고온 최적화 변형 제품으로, 최대 240°C의 장기 사용 온도에서 사용 가능합니다.