베스펠®은 듀폰의 폴리이미드(PI) 부품 및 가공 가능한 형상 제품에 대한 등록 상표입니다.
50년이 넘는 역사 동안 Vespel SP 제품 라인은 부품의 수명과 기능을 연장하고 까다로운 새로운 환경의 적용 요건을 충족하는 다양한 Grades로 발전해 왔습니다. 최근에는 열 산화 안정성이 크게 개선된 Vespel SCP 제형이 개발되었습니다.
오늘날 베스펠 제품 라인은 다양한 Grades로 구성되어 있습니다. 각 제품에는 특정 애플리케이션 요구 사항에 맞는 특성이 있습니다. Vespel PI 제품군의 제품 수가 많고 다양하기 때문에 각 애플리케이션에 가장 적합한 성능과 비용의 균형을 이루기 위해서는 성능 차이를 이해하는 것이 중요합니다.
베스펠® PI의 속성은 무엇인가요?
폴리이미드 고유의 여러 특성으로 인해 베스펠 PI는 전반적인 특성에서 고급 폴리머 중 최상위 등급에 속합니다. 실제 성능은 용도에 따라 다르지만 모든 Grades가 이러한 일반적인 특성을 가지고 있습니다:
- 극저온 수준부터 연속 300°C(572°F)까지의 작동 온도 범위
- 최대 500°C(932°F)까지의 단기 온도 상승에 대한 내성이 있습니다.
- 높은 탄성률, 압축 강도, 크리프 저항 및 인성
- 건식 압력 속도 제한이 12MPa m/s인 베어링 응용 분야의 높은 PV 값(윤활 시 더 높음)
- 높은 유전체 강도, 전기 및 단열 특성
- 광범위한 화학 물질 및 용제에 대한 내성
- 낮은 가스 배출
- 이온화 방사선에 대한 높은 내성
폴리이미드 폴리머의 주목할 만한 특성은 분해 온도에 매우 가까운 연화점 또는 유리 전이 온도(Tg)입니다. 베스펠 PI의 경우 이 점은 400°C(752°F)를 훨씬 초과하는 온도에서 발생합니다. 이러한 거동은 Vespel® PI와 다른 고성능 열가소성 플라스틱 간의 중요한 차이점으로 이어집니다:
- 물성 유지 대 온도: 대부분의 고급 열가소성 폴리머의 기계적 특성은 재료가 Tg 또는 연화점에 가까워지면 급격히 떨어집니다. 그러나 Vespel polyimide Grades의 강도 및 모듈러스 특성은 온도가 상승함에 따라 거의 선형적인 방식으로 감소합니다.
- 형상 및 부품 생산: 진정한 폴리이미드 폴리머인 베스펠 PI는 용융 단계가 없으므로 용융 압출 또는 사출 성형이 불가능합니다. 분말 금속 부품을 소결하는 것과 유사하게 높은 압력과 온도에서 PI 분말을 압축 또는 등방성 성형하여 형상과 부품을 만듭니다. 이 기술의 변형에 따라 다양한 형태가 만들어집니다: 베스펠 PI 봉은 등방성 성형으로, 플레이트와 디스크는 압축 성형으로, 맞춤형 부품은 직접 성형 및 소결로 제작됩니다.
- 생산 방법과 관련된 등방성 특성: 등방성 성형과 압축 성형은 베스펠 PI 형상에 등방성 특성을 부여합니다. 또한 베스펠 PI 형상에는 유리나 탄소 섬유가 포함되어 있지 않습니다. 이는 치수 안정성과 특성이 형상 내 모든 방향에서 동일하게 유지된다는 것을 의미합니다. 베스펠 형상으로 가공된 부품은 동일한 등방성 거동을 보입니다.
Vespel® SP와 Vespel SCP Grades는 어떻게 다른가요?
변화하는 적용 요건을 충족하기 위해 지난 50년 동안 Vespel® SP 제품군의 스펙트럼이 확장되었습니다. 이 제품 라인은 다양한 조합과 수준의 필러를 사용하여 기본 Vespel® PI 폴리머의 강도, 안정성, 전기적 특성, 마찰 및 마모 특성을 개선하는 Grades를 제공합니다.
베스펠 PI 베어링 및 마모(왼쪽) 및 비보강형 Grades는 가공을 위해 다양한 형태로 제공됩니다.
항공우주 우주선 장비의 급속한 발전으로 베스펠 PI 성능 요구 사항의 기준이 높아졌습니다. 유지보수 및 부품 교체 문제를 고려할 때 부품의 장기적인 신뢰성은 타협해서는 안 됩니다. 재료는 고온, 진공 및 극저온 조건과 방사선, 단기간의 극심한 고온 노출 등 근본적으로 다른 환경에서 작동해야 합니다.
베스펠 SCP Grades는 이러한 고성능 과제를 해결하기 위해 개발되었습니다. SP 등급에 비해 물성 유지를 위한 장기 열 산화 안정성, 우수한 마찰 및 내마모성, 높은 기계적 강도 및 치수 안정성이 크게 향상되었습니다.
Vespel® PI Grades 및 응용 분야
몇 가지 성능 특성은 Vespel SP 및 SCP 제품군의 모든 PI 제품군에 공통적으로 적용됩니다. 다음은 각 Vespel PI 등급의 성능 프로필과 관련된 일반적인 애플리케이션과 성능 차이점을 요약한 것입니다.
적용 기술에 발맞춘 Vespel® SP 및 Vespel® SCP Grades
베스펠 PI Grades는 점점 더 극한의 조건에서 안정적으로 작동해야 하는 소재에 대한 첨단 기술 산업의 요구에 발맞춰 왔습니다.
기계 가공이 가능한 형상과 직접 성형된 부품은 마찰 및 마모, 구조 및 전기 응용 분야에서 그 성능이 입증된 Vespel SP Grades입니다. 극저온 및 고온, 방사선, 수많은 용제 및 기타 화학물질에 노출되어도 특성을 유지합니다. 새로운 SCP Grade는 Vespel PI의 기존 특성에 열 산화 안정성 및 강도를 더해 첨단 폴리머의 적용 범위를 항공우주 및 우주선 장비 부품으로 확대했습니다.
베스펠® PI FAQ
베스펠® PI는 사출 성형이 가능합니까?
폴리이미드 폴리머는 용융 가공이 불가능하며 사출 성형이 불가능합니다. 단순하고 복잡한 구성의 부품은 직접 성형으로 제작됩니다. 정밀 부품으로 가공하기 위한 베스펠 PI 형상은 압축 성형 디스크와 플레이트, 등방성 성형 막대로 제공됩니다.
베스펠® 부품은 누가 제작하나요?
듀폰은 직접 성형한 베스펠 부품을 제조합니다. 또한 부품으로 가공할 수 있는 로드, 플라크 및 디스크도 제조합니다. 가공 가능한 형상은 기술적으로 자격을 갖추고 적절한 장비를 갖춘 기계 가공 업체에서 사용할 수 있습니다.
베스펠® PI는 비쌉니까?
베스펠 PI는 프리미엄 소재입니다. 다른 고급 폴리머와 마찬가지로 이 소재가 제공하는 이점에 맞게 지정하면 비용 효율적입니다. 예를 들어, 많은 플라스틱과 금속이 견딜 수 없는 환경에서 부품의 수명을 연장하고 교체 필요성을 최소화합니다. 또한 부품 고장이 치명적인 영향을 미칠 수 있는 우주선 장비의 신뢰성을 위해 지정되었습니다.
베스펠® SP와 베스펠® SCP의 차이점은 무엇인가요?
Vespel SP 등급은 마찰 및 마모 특성, 내화학성, 전기적 특성, 극저온 및 고온에서의 고강도 및 성능의 조합으로 50년 이상 지정된 전통적인 PI 등급입니다. Vespel SCP 등급은 강도와 열 산화에 대한 저항성을 향상시키는 고급 폴리이미드 및 필러 기술을 기반으로 합니다.
베스펠® PI와 같은 다른 폴리이미드 플라스틱이 있나요?
베스펠은 가장 널리 사용되는 폴리이미드입니다. 형태에 따라 베스펠 PI는 ASTM D6456, MIL-R-46198 및 AMS 3644G의 요구 사항을 충족합니다. 다른 폴리이미드 제품은 일반적으로 이러한 사양의 모든 요건을 충족하지 못합니다. 기타 용융 가공이 불가능한 PI 소재로는 Meldin® PI, Duratron® PI, TECASINT® PI 등이 있습니다. PI 폴리머의 변형으로는 화학적으로 폴리이미드-이미드인 Torlon® PAI와 폴리에테르이미드인 Ultem® PEI가 있습니다. 두 제품 모두 용융 가공이 가능한 초고성능 폴리머로, 부품에 사출 성형하거나 기계 가공이 가능한 형태로 압출할 수 있습니다.