저전압 배전반의 부품 목록을 스캔하면 스탠드오프 절연체, 아크 슈트, 접촉기 하우징, 단자 블록, 위상 장벽 등 친숙한 문자를 찾을 수 있습니다. 일부는 적층 시트에서 절단됩니다. 다른 것(보통 갈비뼈, 돌기, 실, 내장된 황동이 있는 3차원 제품)은 반죽이나 퍼티처럼 보이는 화합물로 공장에 도착하여 단단하고 난연성이며 궤도에 강한 혼합물로 성형됩니다. 엔지니어링 부분.
그 화합물에는 두 가지 이름이 있습니다. 오래된 유럽 도면에서는 반죽 성형 화합물인 DMC를 사용합니다. 미국 데이터시트와 대부분의 최신 사양에서는 벌크 몰딩 컴파운드인 BMC입니다. 구매자는 일상적으로 두 가지 재료가 서로 다른지 묻습니다. 솔직한 대답은 하나에서 시작하여 두 개로 나뉘었다가 다시 합쳐졌다는 것입니다. 그리고 그 왕복의 이유는 도면에 이름을 지정하기 전에 이해할 가치가 있는 화학 트릭입니다.
하나의 화합물, 두 개의 이름(그리고 혼란이 존재하는 이유)
섬유 충전 폴리에스테르 화합물은 1950년대 후반과 1960년대 영국과 서독에서 DMC라는 이름으로 처음 상용화되었습니다. 초기 재료는 이름에서 알 수 있듯이 끈적끈적하고 반죽 같은 덩어리의 수지, 필러, 짧은 유리 섬유로 손과 장비가 더러워질 정도로 끈적거리고 계량이 번거로울 정도로 점도가 불안정했습니다. 좋은 전기 부품을 압축했지만 프로세서는 좋아하는 것보다 재료를 더 잘 견뎌냈습니다.
이 재료는 미국으로 퍼졌고 업계에서는 이를 벌크 몰딩 컴파운드로 이름을 바꾼 다음 화학적으로 변경했습니다. 핵심적인 움직임은 화학적 농축 이었습니다 . 산화마그네슘(또는 일부 제제에서는 다른 알칼리제)을 수지에 혼합하여 시간이 지남에 따라 전체 덩어리가 끈적끈적한 반죽에서 가죽과 같은 끈적이지 않는 고체로 돌이킬 수 없게 두꺼워졌습니다. 그 단 하나의 변화는 계량, 저장, 주형 충전, 결국 사출 성형 등 모든 다운스트림을 변화시켰고, 업그레이드되고 두꺼워진 재료는 현재 시장에서 BMC라고 부르는 것이 되었습니다.
실질적인 시사점: 1975년 도면에 DMC라고 적혀 있고 올해 데이터시트에 BMC라고 적혀 있으면 동일한 재료 계열을 설명하고 있다는 것입니다. 용어에 여전히 뉘앙스가 있는 경우는 다음과 같습니다. DMC는 때때로 손으로 로드하는 압축 성형에 사용되는 두껍지 않은 부드러운 반죽 형태의 컴파운드를 의미하는 반면, BMC는 기계화 및 사출 공정에 적합한 두껍고 로그 또는 슬러그 형태의 컴파운드를 의미합니다. 프로세스에 차이가 중요한 경우 이를 명시적으로 지정하세요. 이름에만 의존한다면 둘 중 하나를 얻을 수 있습니다.
반죽에 실제로 무엇이 들어있나요?
대부분의 소개에는 재료를 나열하고 계속 진행됩니다. 더 유용한 연습은 각 성분이 왜 존재하는지 묻는 것입니다. 왜냐하면 모든 성분은 포뮬러가 성능 대비 비용을 교환하기 위해 당기는 지렛대이기 때문입니다.
| 재료 | 중량별 일반 점유율 | 그것이 하는 일 |
| 불포화 폴리에스테르(또는 비닐에스테르) 수지 | 15~30% | 열경화성 매트릭스. 영구적이고 녹지 않는 네트워크로 자유라디칼 가교결합을 통해 치료됩니다. 비닐 에스테르는 화학적 및 내가수분해성을 향상시킵니다. |
| 잘게 잘린 유리 섬유(일반적으로 6~12mm) | 10~25% | 구조적 강화. 길이는 절충안입니다. 더 긴 섬유는 더 많은 하중을 전달하지만 흐름과 측정이 제대로 이루어지지 않고 주입 시 파손됩니다. |
| 미네랄 필러 — 탄산칼슘, 알루미나 삼수화물(ATH) | 40~60%, 종종 화합물의 대부분 | 비용, 수축 및 비중을 제어합니다. ATH는 영리한 제품입니다. 화염 속에서 결정수를 방출하므로 난연 성능도 배가되고 추적 성능이 향상됩니다. |
| 저높이/저수축 첨가제 | 3~8% | 경화 중에 상분리되고 수지 수축(휘어지는 부분과 치수를 유지하는 부분 사이의 차이)을 보상하는 열가소성 수지(폴리스티렌, PVAc 등)입니다. |
| 증점제(산화마그네슘) | <2% | 폴리에스테르와 반응하여 며칠 동안 점도를 높이고 반죽을 가죽으로 전환합니다. BMC시대를 조용히 창조한 성분. |
| 개시제, 억제제, 이형제, 색소 | 작은 분수 | 성형 온도에 따른 경화 시기, 가사 시간 제어, 깔끔한 배출 및 일체형 색상 - 성형된 부품은 나중에 도색되지 않고 컴파운드 내에서 착색됩니다. |
이 조리법의 두 가지 결과는 새로 온 사람들을 놀라게 합니다. 첫째, 수지나 섬유가 아닌 필러가 가장 큰 부분을 차지합니다 . 전기 등급 BMC는 무게 기준으로 대부분 돌입니다. 이것이 바로 밀도가 높고(1.8~2.0g/cm³), 경제적이며, 치수 안정성과 자기소화성을 동시에 갖는 이유입니다. 둘째, ATH 필러는 잘 구성된 전기 BMC가 500-600V의 비교 추적 지수를 게시하는 이유입니다. 재료는 수지 때문이 아니라 주위의 광물 부하 때문에 표면에 탄화된 전도성 경로를 형성하는 데 저항합니다.
두꺼워지는 전환: 화학 트릭이 중요한 이유
화학적 농축에 대해서는 잠시 멈춰 볼 가치가 있습니다. 왜냐하면 이것이 전체 BMC 이야기에서 가장 잘 설명되지 않은 측면이기 때문입니다. 산화마그네슘은 단순히 화합물을 '건조'하는 것이 아닙니다. 이는 폴리에스테르 사슬의 산성 그룹과 반응하여 제어된 온도에서 며칠에서 며칠에 걸쳐 부드러운 페이스트의 점도를 뻣뻣한 엿 같은 상태로 높이는 이온 가교를 형성합니다. 재료는 해당 창을 통해 프로세서에 도착합니다. 성형 압력에 따라 변형될 만큼 유연하고 깨끗하게 취급할 수 있을 만큼 단단합니다.
실제로 잠금 해제된 내용은 다음과 같습니다.
미리 계량된 슬러그와 통나무. 일관되고 끈적이지 않는 고체를 통나무로 압출하고 정확하게 무게를 측정한 재료로 절단할 수 있습니다. 이는 성형 시 샷 간 일관성을 위한 전제 조건입니다.
열경화성 수지의 사출 성형. 이제 스터퍼 피더는 화합물이 불규칙하게 흐르거나 공급 목에 달라붙는 일 없이 실온의 고체를 스크류나 플런저에 밀어 넣을 수 있습니다. 사이클 시간이 몇 분에서 수십 초로 단축되어 BMC가 대용량 전기 및 자동차 작업을 수행할 수 있게 되었습니다.
보다 깨끗한 성형가게. 도구와 손에 묻은 끈적한 반죽을 용매로 청소하는 것은 비용이 많이 들고 환경적으로 골치 아픈 문제입니다. 가죽 같은 화합물은 단순히 그런 문제가 아닙니다.
선반 규율. 농축된 화합물은 계속해서 노화되므로 보관 온도와 회전이 중요합니다. 그러나 점도 정체기는 예측 가능하며 평판이 좋은 공급업체는 그에 따라 배치 날짜를 지정합니다.
이 중 어느 것도 이국적인 화학이 아닙니다. 하나의 역할을 하는 하나의 첨가제입니다. 그러나 이것이 바로 영국 반죽으로 시작된 재료가 오늘날 3개 대륙의 회로 차단기 하우징에 수백만 개에 걸쳐 사출 성형되는 이유입니다.
화합물이 부품이 되는 세 가지 방법
동일한 화합물을 세 가지 방법으로 처리할 수 있으며 선택에 따라 완성된 부품에 지문이 남습니다.
압축 성형
미리 무게를 잰 충전물(종종 무선 주파수로 예열됨)을 일치하는 금속 주형에 대략 140~160°C로 놓고 경화가 완료될 때까지 일반적으로 5~10MPa 범위의 압력으로 가압합니다. 압축은 섬유 길이를 가장 잘 보존하고 더 크고 평평한 부품에 적합합니다. 그 한계는 기하학적입니다. 깊은 리브, 얇은 코어 및 복잡한 코어링은 균일하게 채우기가 어렵고 모든 부품에는 수동 또는 로봇식 충전 배치가 필요합니다.
트랜스퍼 성형
충전물은 포트에 장전되고 러너를 통해 폐쇄된 공동으로 밀어 넣어집니다. 트랜스퍼는 복잡한 형상을 채우고 나사식 황동 부싱, 접점 캐리어와 같은 섬세한 금속 인서트가 있는 부품에 대한 고전적인 경로입니다. 인서트를 열린 금형에 밀어넣는 대신 닫힌 금형에 사전 배치할 수 있기 때문입니다. 대가는 러너의 섬유 손상입니다. 기하학을 구입하는 데 약간의 힘이 소비됩니다.
사출 성형(스터퍼 공급)
BMC 사출기는 스터퍼를 사용하여 농축된 화합물을 나사나 플런저에 밀어 넣고 이를 계량하여 금형에 넣습니다. 이는 보빈, 커넥터, 차단기 구성 요소와 같은 작고 복잡한 전기 부품이 있는 가장 큰 규모의 경로이자 자연스러운 본거지입니다. 이는 또한 섬유 소모가 가장 큰 경로이기도 합니다. 게이트 및 러너 전단은 섬유를 단축시키고 나머지는 흐름 경로를 따라 방향을 지정합니다.
데이터시트에 '일반적인 값'이라고 표시된 이유: 상업용 BMC 데이터시트에서는 강도 값이 성형 공정과 부품 내의 흐름 방향에 따라 달라진다는 점을 명시적으로 경고합니다. 유동 선단을 따라 채워진 리브는 가로로 채워진 동일한 단면보다 훨씬 더 강한 것으로 측정될 수 있습니다. 내하중 부품의 경우 전문적인 관행은 플라크 데이터를 신뢰하기보다는 부품이 보게 될 흐름 방향에서 실제 생산 도구에서 성형된 샘플을 검증하는 것입니다.
전기 등급 속성 지도
유능한 전기 BMC는 무엇을 제공합니까? 상업용 데이터시트와 국가 표준을 대조해 보면 유리 및 광물 충전 전기 등급의 작업 범위는 다음과 같습니다.
| 재산 | 일반적인 범위 | 공학적 중요성 |
| 유전 강도 | 12~16kV/mm | LV/MV 전압에서 콤팩트한 배리어 및 부싱 설계 지원 |
| 비교 추적 지수(CTI) | 500~600V | 습식 오염 시 표면 탄화 방지 - 오염된 환경 서비스의 핵심 수치 |
| 아크 저항 | ≥180초(아크슈트 등급에서는 210초 이상) | 오류 중단 중에 아크 접촉이 유지됩니다. 일부 등급은 경사면 추적 테스트에서 수천 초를 지정합니다. |
| 가연성 | 1.5mm에서 UL 94 V-0; 프리미엄 등급 5VA | 얇은 부분의 인클로저 및 차단기 가연성 요구 사항을 충족합니다. |
| 상대 열 지수(RTI) | 130°C, 155°C 등급 사용 가능 | 연속 사용 천장; 클래스 F 애플리케이션은 더 높은 등급 등급을 지정해야 하며, 이를 가정해서는 안 됩니다. |
| 열변형 온도 | 1.8MPa에서 ≥260°C | RTI보다 훨씬 높은 단기 열 헤드룸 - 납땜, 결함 및 과부하 온도에서 견고함 |
| 유전 손실(1MHz) | ≤0.02 | 대부분의 50/60Hz 장치에서 허용됩니다. 고주파 전력 전자 장치 근처를 지정하기 전에 확인하십시오. |
| 굴곡강도 | 100~130MPa | 하우징 및 배리어용 구조이지만 연속 유리 라미네이트 아래 - 성형 부품과 라미네이트 부품은 상호 교환 가능한 하중 경로가 아닙니다. |
RTI 라인을 주의 깊게 읽으십시오. 130°C RTI 및 260°C HDT를 포함하는 화합물은 짧은 결함 상황에서 편안하게 살아남지만 150°C에서 지속적으로 작동하도록 요청하면 여전히 노후화됩니다. 두 숫자는 서로 다른 질문(하나는 생존에 관한 것이고 다른 하나는 수십 년에 관한 질문)에 답하며, 이를 합치는 것은 성형 단열재에서 가장 흔한 사양 오류 중 하나입니다.
성형 또는 가공? 정직한 의사결정 프레임워크
BMC 이야기가 형제 기술과 충돌하는 곳이 바로 여기입니다. 대부분의 단열재 부품은 원칙적으로 두 가지 방법으로 제작할 수 있습니다. 즉, 복합재로 성형하거나 기계로 가공하는 것입니다. 적층 시트 (GPO-3, G-10/G-11, FR-4). 인터넷은 일방적인 답변으로 가득 차 있습니다. 기계공은 성형이 왜 일관성이 없는지 설명하고, 성형공은 기계가공이 왜 돈을 낭비하는지 설명합니다. 둘 다 귀하의 부분이 아닌 자신의 상점을 설명하고 있습니다.
균형 잡힌 그림은 다음과 같습니다.
| 결정 요인 | 호의 성형(BMC/DMC) | 가공 선호(라미네이트에서) |
| 수량 | 수천 명 이상; 툴링은 볼륨에 따라 상각됩니다. | 수천 개에 달하는 프로토타입; 툴링 투자 없음 |
| 기하학 | 3D 형태: 리브, 보스, 스레드, 통합 인서트, 중공 | 주로 평면/2.5D: 장벽, 보드, 브래킷, 플레이트 |
| 용인 | 보통 - 금형 수축 및 흐름으로 인해 한계가 설정됨 | 긴밀함 - CNC는 기계가 측정할 수 있는 것을 보유합니다. |
| 하중방향 | 등방성 단섬유 강화; 어떤 축에서도 예측 가능 | 라미네이트 섬유 배향은 높은 면내 강도를 제공합니다. 하중이 시트 평면에 있으면 라미네이트가 승리합니다. |
| 색상 및 표면 | 일체형 컬러, Class A 표면 가능(헤드램프 반사판이 있는 데에는 이유가 있음) | 산업용 마감; 색상은 시트 재고로 제한됨 |
| 디자인 이탈 | 모든 수정에는 도구 비용이 듭니다. | 개정은 프로그램 편집입니다. |
| 첫 번째 부분까지의 리드타임 | 몇 주에서 몇 달까지(도구 구축) | 일-주 |
한 가지 기술적인 차이는 공급업체 마케팅에서 양측 모두 거의 나타나지 않기 때문에 강조할 가치가 있습니다. 즉, 성형 부품과 가공 부품이 서로 다르게 실패합니다 . 가공된 라미네이트는 평면 내에서 강하고 두께가 약하며 가공된 가장자리가 잘 마무리되어야 하거나 추적 및 심지되는 등 원래 시트의 지향적인 아키텍처를 전달합니다. 성형 부품은 흐름에 대한 기억, 즉 흐름 선단이 만나는 웰드 라인과 흐름 방향과 가로 방향 사이의 특성 분산을 전달합니다. 약점도 실격이 아닙니다. 둘 다 관리 가능합니다. 그러나 도면의 부품에 적용되는 사양을 무시하는 사양은 작업을 완료하지 못한 것입니다.
금형을 제작하기 전의 디자인 체크리스트
최고온도가 아닌 연속온도를 확인하세요. 130°C RTI가 기본값입니다. 155°C 등급이 존재하지만 가정할 것이 아니라 이름을 붙여야 합니다.
벽 두께를 균일하게 설계합니다. 두꺼운 부분은 마지막으로 경화되고 고르지 않게 수축됩니다. 보스와 리브는 기하학적으로 허용되는 경우 벽을 2~4mm 정도 유지하기 위해 코어 아웃되어야 합니다.
분할선을 계획하고 플래시합니다. 플래시는 어딘가에 제거해야 합니다. 트리밍 비용이 저렴하고 증인 표시가 무해한 곳에 분할선을 배치합니다.
삽입을 일찍 지정하십시오. 황동 인서트는 깔끔하게 성형되지만 열 팽창은 컴파운드와 다릅니다. 인서트 주변의 벽 스톡 크기는 차동 장치에 맞게 조정되어야 합니다.
흐름 방향이 어디로 흐르는지 물어보세요. 부품의 한 축에 하중이 가해지면 섬유가 정렬되도록 충전재의 방향을 정하고 이를 제어 계획에 기록합니다.
검증 테스트에 동의합니다. 절연이 중요한 부품의 경우 생산 성형 샘플에서 CTI, 아크 저항 및 화염 등급을 확인해야 합니다. 플라크 데이터는 기대치가 사라지는 곳입니다.
형상에 푹 빠지기 전에 툴링 수학의 양을 확인하십시오. 연간 400개나 되는 아름다운 성형 디자인이 의상을 입힌 가공 부품이다.
이 부품이 유지되는 곳
애플리케이션 맵은 '전기' 레이블이 제시하는 것보다 더 많은 산업에 걸쳐 있습니다. 저전압 및 중전압 배전반에서 BMC 아크 슈트, 위상 장벽 및 버스바 지지대는 트랙 저항과 화염 성능을 결합합니다. 회로 차단기 및 접촉기에서 성형 하우징 및 아크 챔버는 스레드, 단자 및 통풍구 형상을 하나의 부품으로 통합하는 화합물의 기능을 활용합니다. 변압기 및 코일 제품(보빈, 스페이서, 터미널 보드)은 치수 안정성과 절연 저항을 사용합니다. 자동차 공학에서는 헤드램프 반사판, 엔진 커버에 동일한 화학 물질을 사용하며, 열경화성 수지의 열 및 화염 특성이 대부분의 열가소성 수지를 능가하는 EV 배터리 및 전력 전자 인클로저에 점점 더 많이 사용됩니다. 주방과 위생 설비가 완벽한 색상과 따뜻하고 견고한 느낌을 강조합니다.
자주 묻는 질문
DMC는 BMC와 동일한 소재인가요?
이들은 동일한 계열을 공유합니다. 즉, 불포화 폴리에스테르 수지의 짧은 유리 섬유에 광물 충전재를 첨가하고 열경화성 경화물로 경화한 것입니다. DMC(반죽 성형 화합물)는 오래된 유럽 용어입니다. BMC(벌크 몰딩 컴파운드)는 현재 전 세계적으로 지배적인 미국 용어입니다. 현대의 사용법은 BMC를 화학적으로 농축된 DMC로 취급합니다. 농축 단계는 끈적끈적한 반죽을 사전 중량 측정, 통나무 공급 및 사출 성형이 가능한 가죽과 같은 고체로 변환하므로 두 이름이 두 가지 재료를 의미하지 않습니다.
전기 등급 BMC의 일반적인 전기적 특성은 무엇입니까?
상업용 전기 등급은 일반적으로 12~16kV/mm의 유전 강도, 500~600V의 비교 추적 지수(CTI), 180초 이상의 아크 저항, 1.5mm 두께에서 UL 94 V-0(일부 등급은 5VA에 도달), 1MHz에서 0.02 미만의 유전 손실 계수를 제공합니다. 유리 및 광물로 채워진 전기 등급은 회로 차단기, 아크 슈트, 접촉기 하우징, 변압기 보빈 및 스탠드오프 절연체에 사용됩니다.
성형된 BMC 부품이 가공된 라미네이트 부품을 대체할 수 있습니까?
때때로. 볼륨이 크고, 형상이 3차원이고, 부품에 색상이나 내장된 금속 인서트가 필요하고, 공차 요구 사항이 중간 수준일 때 성형이 성공합니다. 라미네이트(GPO-3, G-11, FR-4) 가공은 프로토타입, 편평한 배리어 형상, 매우 엄격한 공차 및 라미네이트의 방향성 섬유 구조의 이점을 활용하는 하중 방향에 적합합니다. 교차점은 객관적으로 어떤 프로세스가 더 나은지에 따라 결정되는 것이 아니라 수량, 형상 및 공차에 따라 결정됩니다.
압축 성형 BMC 부품과 사출 성형 BMC 부품 간에 강도 값이 다른 이유는 무엇입니까?
주입하면 좁은 러너와 게이트를 통해 화합물이 강제로 통과하여 일부 유리 섬유가 부서지고 나머지는 유동선을 따라 정렬되기 때문입니다. 압축 성형은 섬유 길이를 더 잘 보존하지만 전하가 캐비티를 채우기 위해 흐르면서 재료의 방향을 계속 유지합니다. 그 결과 흐름 방향과 가로 방향 사이의 특성 분산이 발생합니다. 이는 데이터시트 값이 일반적이고 보장되지 않는 이유이며 중요한 부품이 플라크가 아닌 성형 샘플에서 검증되는 이유입니다.
결론
BMC와 DMC는 두 가지 재료가 아니며, 영국 반죽, 미국 이름 변경, 페이스트를 사출 성형 가능한 엔지니어링 화합물로 바꾸는 산화 마그네슘 트릭이라는 두 가지 이름을 가지고 있는 이유에 대한 이야기도 재료가 무엇인지에 대한 이야기입니다. 명명법 아래에는 무게 기준으로 대부분 광물인 제조법이 있습니다. 의도적으로 그렇게 된 이유는 돌이 추적 저항과 화염 등급을 구매하기 때문입니다. 이 화합물은 세 가지 공정 중 하나를 통해 부품이 되며, 각 공정은 섬유 길이와 흐름 방향에 고유한 특성을 남깁니다. 그리고 해당 부품을 라미네이트로 가공하는 것이 아니라 성형해야 하는지 여부를 결정하는 것은 공차 대비 수량, 일정 대비 기하학적 구조, 방향성 강도 대비 등방성 등 진정한 엔지니어링 작업입니다.
