씰 세그먼트®의 개발은 고객에게 핵심 부품 생산을 위한 기존 방식보다 더 간결하고 비용 효율적이며 성능에 대한 신뢰성을 갖춘 대안을 제공하려는 Drake Plastics의 노력을 반영합니다. 크기 범위에 실질적인 제한이 없고 생산에 필요한 모듈식 툴링 비용이 저렴하기 때문에 드레이크 씰 세그먼트는 대형 회전 장비용 베어링과 씰에 고급 폴리머의 성능 이점을 제공할 수 있습니다.
더 높은 성능. 비용 효율적. 무제한 크기 범위.
드레이크의 개발팀은 씰 세그먼트를 제작하기 위해 독특한 용융 공정 기술을 고안했습니다. 이러한 압출 호는 지정된 반경, 두께 및 벽으로 생산된 후 각 씰에 필요한 정확한 치수로 마감 가공됩니다. 가공된 호를 결합하여 분할 씰 또는 세그먼트 씰과 베어링을 만들 수 있습니다. 광범위한 애플리케이션 요구 사항을 충족하기 위해 씰 세그먼트 아크의 크기 범위는 최소 12인치(300mm) 이상의 씰 직경을 지원합니다. 상한선은 없습니다. 현재 Drake의 가장 큰 씰 세그먼트는 직경 40피트(12.2m)의 씰을 만드는 데 사용됩니다.
씰 세그먼트의 주요 특징 중 하나는 2피스 어셈블리 또는 세그먼트 씰이나 베어링의 경우 기존에 필요한 것보다 적은 수의 부품을 사용할 수 있다는 점입니다. 완성된 부품 크기에 가까운 치수로 생산되기 때문에 오버사이즈 압축 성형 튜브를 분할하거나 압출 판에서 아크를 절단하는 것에 비해 재료 및 가공 비용이 절감됩니다. 결과적으로 씰을 제작하는 데 드는 비용이 절감되고, 더 적은 수의 부품으로 씰을 만들면 누출 경로가 줄어들어 씰링 효과가 향상되는 등의 이점이 있습니다.
많은 씰링 및 베어링 애플리케이션의 가혹한 화학적 환경, 압력 및 온도를 고려하여 Drake는 다양한 등급의 Torlon PAI, Ultem PEI 및 PEEK로 제작된 씰 세그먼트를 제공합니다. 이러한 고급 열가소성 플라스틱은 기계적 특성, 고온 및 화학 물질에 대한 내성, 베어링 및 마모 성능의 다양한 조합을 제공하여 다양한 응용 분야 요구 사항을 충족합니다.
고객이 지정한 ID 반경, 벽 단면 및 두께를 가진 드레이크 씰 세그먼트의 툴링 비용은 적으며, 모듈식 툴링 설계 덕분에 툴과 생산 실행 모두에서 몇 주 단위로 측정되는 짧은 리드 타임을 제공합니다.
Drake는 고객이 필요한 치수에 맞게 마감 가공할 수 있도록 씰 세그먼트를 블랭크로 제공합니다. 또한 고객에게 인쇄 및 조립 준비가 완료된 정밀 가공 부품을 제공하는 가공 서비스도 제공합니다.
비용 효율적인 씰 생산
Torlon 및 PEEK와 같은 고성능 폴리머로 대형 씰을 제작하는 기존 방법은 재료 손실이 크고 가공 시간이 오래 걸리는 것이 특징입니다. 한 가지 방법은 압축 성형 튜브를 분할하여 두 개의 반쪽을 밴딩하거나 고정시킨 다음 둥글기 사양에 맞게 가공하는 것입니다. 또 다른 방법은 압출 또는 압축 성형된 판에서 잘라낸 조각을 사용하는 것입니다. 두 경우 모두 러프 씰 섹션을 지정된 블랭크 구성으로 절단, 고정 및 가공하는 데 상당한 노동 시간이 필요합니다. 그런 다음 블랭크는 각 씰 또는 베어링의 최종 치수에 맞게 정밀 가공됩니다.
드레이크 씰 세그먼트로 시작하면 고객은 이러한 노동 집약적인 단계를 생략하고 바로 부품 제작에 착수할 수 있습니다. Drake는 완성된 씰의 지정된 치수에 매우 근접한 치수를 가진 호로 씰 세그먼트를 생성합니다. 그런 다음 재료 손실을 최소화하면서 효율적이고 빠르게 인쇄할 수 있도록 마감 가공합니다.
드레이크 씰 세그먼트는 압축 성형 튜브에서 씰을 생산하는 것과 비교하여 재료 손실과 가공 시간이 줄어들어 완성된 씰 링의 비용을 50% 이상 절감할 수 있습니다. 또한 씰 링의 모양에 맞는 호 형태로 제공되며 마감 가공을 통해 빠르고 쉽게 링으로 조립할 수 있습니다.
씰 세그먼트는 압출 또는 압축 성형 판에서 호를 절단하는 것보다 훨씬 더 큰 비용 이점을 얻을 수 있습니다. 씰 세그먼트로 자재 손실을 줄이는 것만으로도 4배 이상의 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다.
성능 일관성 및 안정성
Drake가 씰 세그먼트 생산에 사용하는 Torlon, PEEK 및 Ultem 수지는 매우 균일하며, 각 배치에 대한 로트별 및 수지 인증이 제공되어 각 재료의 각 표준 준수를 확인합니다. 또한 드레이크가 씰 세그먼트 생산을 위해 개발한 엄격하게 제어된 용융 공정 기술은 수지 배합에 관계없이 조성이 균일한 Torlon PAI, Ultem PEI 및 PEEK로 가공 가능한 아크를 생산합니다. 이러한 요소는 생산되는 모든 씰 세그먼트에서 일관되게 신뢰할 수 있는 품질과 예측 가능한 성능을 제공하는 데 기여합니다.
반대로 벽이 두꺼운 튜브의 압축 성형은 품질과 물리적 특성의 변동을 초래할 수 있는 변형이 발생하기 쉽습니다. 수분 제어의 불일치, 금형에 갇힌 공기, 툴링 측벽의 마찰 손실로 인한 압력 저하, 간접적인 압력 및 온도 제어는 모두 가공되는 재료의 불균일성을 초래할 수 있습니다. 또한 폴리머는 본질적으로 열전도율이 낮습니다. 압축 성형 온도를 달성하기 위해 가열하면 폴리머와 물리적 특성이 저하되는 긴 열 체류 시간이 필요할 수 있습니다. 재료를 전체적으로 금형 온도에 도달하기 위해 더 긴 열 사이클이 필요한 두꺼운 단면을 가진 구성은 특히 이 문제에 취약할 수 있습니다.
드레이크의 독점적인 용융 공정 기술은 기존의 압축 성형 제품보다 뛰어난 일관된 물리적 특성을 제공합니다. 씰 세그먼트의 성능 프로필은 레진 공급업체의 데이터 시트 값과 일치하는 경우가 많습니다. 또한 Drake는 100% 추적성을 유지하며 모든 배송에 대해 고객의 요구 사항에 따라 수지가 Mil, AMS 또는 ASTM 표준을 준수함을 확인하는 재료 테스트 보고서와 인증을 제공합니다. 압축 성형 제품은 이러한 엄격한 표준에 대한 인증을 받지 않았습니다.
토론 씰 세그먼트가 필요한 이유:
Torlon PAI는 뛰어난 강도와 고온에서도 유지되는 능력으로 인정받고 있습니다. 유리 전이 온도(Tg) 또는 연화점이 537°F(280°C)로 다른 고급 폴리머보다 훨씬 높습니다. Torlon 30% 유리 또는 탄소 섬유 강화 등급은 구조적 강도를 향상시키고 베어링 및 마모 등급은 동적 하중 적용 시 수명을 향상시킵니다. 이 고성능 열가소성 플라스틱의 모든 등급은 광범위한 화학 물질을 견딜 수 있으며 화학 공정 및 석유 및 가스 산업의 씰링 및 베어링 용도에 널리 사용됩니다.
씰 세그먼트에 대한 향상된 성능의 톨론 등급은 다음과 같습니다:
- 베어링 등급 Torlon 4301은 흑연과 PTFE의 비율이 압축 성형된 Torlon 4540과 비슷하지만 훨씬 더 높은 강도와 인성을 제공합니다.
- 드레이크는 또한 요청 시 Torlon 4540 포뮬러와 정확히 일치하는 제품을 제공합니다.
- Torlon 4275는 흑연 분말을 추가로 함유하고 있어 더 빠른 속도로 작업할 때 열을 더 효과적으로 발산합니다.
- Torlon 5030 및 7130은 오일 씰과 같이 윤활 처리된 서비스 또는 높은 하중과 최소한의 열팽창이 필요한 경우에 적합한 유리 및 탄소 섬유 강화 Torlon 제품군입니다.
세그먼트를 엿봐야 하는 이유:
PEEK는 일반적으로 화학 처리 및 석유 및 가스 장비 애플리케이션에서 주력 폴리머로 간주됩니다. 매우 광범위한 화학 물질에 대한 내성이 있고 고온에서 강도가 높으며 본질적으로 우수한 베어링 및 마모 성능을 제공합니다. PEEK는 비충전 등급 외에도 다양한 성능 향상 제형으로도 제공됩니다. 유리 및 탄소 섬유 강화 옵션은 더 높은 강도를 제공하며, 베어링 및 마모 등급은 동적 애플리케이션에서 장기적인 성능을 향상시킵니다.
씰 세그먼트의 속성이 향상된 PEEK 포뮬러에는 다음이 포함됩니다:
- 빅트렉스 450FC30 PEEK와 같은 베어링 등급
- 탄소 섬유 강화 빅트렉스 450CA30 및 케타스파이어 KT-820 CF30은 윤활 서비스 또는 딱딱한 카운터 페이스에 부딪히는 애플리케이션에 적합합니다.
울템 씰 세그먼트가 필요한 이유:
다른 비정질 열가소성 플라스틱과 달리 Ultem은 증기, 온수 및 지방족 탄화수소, 알코올, 산, 약한 수용액을 포함한 많은 화학 물질에 노출되어도 강도를 유지하고 응력 균열에 저항합니다. 유리 전이 온도는 423°F(217°C)이며 전반적인 기계적 특성이 우수합니다.
봉인 세그먼트의 성능이 개선된 울템 등급은 다음과 같습니다:
- 유리 섬유가 30% 강화된 Ultem 2300
- 고강도 탄소 섬유 강화 등급
- 베어링 및 내마모성 제형
씰 세그먼트 애플리케이션
직경 12인치(300mm)에서 40피트(12.2m)에 이르는 현재 크기 범위와 상한선이 없는 Drake 씰 세그먼트는 다음과 같은 다양한 대구경 애플리케이션에 성능 이점과 비용 효율성을 제공합니다:
- 대형 원심 펌프 씰
- 터보 컴프레서 래버린스 씰
- 터렛 베어링 및 씰
- 해양 샤프트 씰
- 용광로 씰
사례 연구: 미 해군용 톨론 씰 세그먼트
드레이크 씰 세그먼트의 개발로 미 해군은 동적 샤프트 씰 어셈블리에서 Torlon 4203의 장기적인 성능 이점을 활용할 수 있게 되었습니다. 베어링 등급 PEEK 450FC30으로 만든 씰 세그먼트도 동시에 테스트했습니다. 그러나 Torlon의 높은 PV 성능은 애플리케이션에 대한 자격과 사양으로 이어졌습니다. 실제 설치에서는 두 개의 Torlon 씰 세그먼트가 스테인리스 스틸 홀더에 하위 조립됩니다. 그런 다음 두 개의 반쪽을 18인치(457mm) 샤프트 주위에 설치하고 최종 조립품으로 함께 결합합니다.
