자동차 경량화에 핵심적인 역할을 하는 열경화성 수지

스티븐 무어 | 2023년 8월 11일

오랫동안 쇠퇴하고 있다고 인식되었던 열경화성 수지 성형이 전기 자동차(EV)의 경량화에 기여할 수 있는 충분한 잠재력을 지닌 공정으로 일본 두 회사에 의해 부활되고 있습니다. 사출기 제조업체 Nissei Plastic과 개발 파트너인 열경화성 수지 공급업체인 Sumitomo Bakelite는 2023년 8월 2일부터 4일까지 아이치현 나고야 의회 센터에서 사내 행사를 개최하여 다양한 열경화성 성형 솔루션 등을 230개소에 선보였습니다. OEM 및 계층을 포함한 자동차 산업의 회사. 도요타 자동차와 혼다 공장이 있는 아이치는 일본 자동차 제조의 수도로 간주됩니다.

전통적으로 일본에서는 열경화성 사출 성형을 사용해 전기 부문에서 일반적으로 무게가 150g 이하인 상대적으로 작은 부품을 성형했습니다. 그러나 Nissei Plastic과 Sumitomo Bakelite는 e-액슬 인버터 커버와 같은 응용 분야에서 저울을 1kg 이상 기울일 수 있는 부품을 목표로 삼고 있습니다. 바이오매스 유래 페놀 수지를 사용하여 Nissei FWX760III-130BK 열경화성 사출 성형 프레스에서 성형된 프로토타입 부품은 무게가 1.4kg에 달하지만 그럼에도 불구하고 기존 강철 커버보다 50~70% 더 가볍고 알루미늄 버전보다 20~50% 더 가벼운 것으로 알려졌습니다.

일본에서 열린 행사에서 PlasticsToday와의 인터뷰에서 Nissei Plastic CEO 요다 호즈미(Hozumi Yoda)는 기계 모델명의 "760"이 3,540kN(360mm)의 조임력이 아닌 760 x 760mm의 타이바 간격을 의미한다는 사실을 강조했습니다. 톤). “일반적으로 우리는 사출기가 현재 적용 분야에 대해 과도하게 사양화되는 경향이 있다고 생각합니다. 성형업체는 고압에서 사출 실린더를 통해 수지를 밀어넣고 열가소성 성형의 경우 더 높은 조임력으로 이를 보상하는 경향이 있습니다. " 그가 설명했다. "우리의 접근 방식은 N-SAPLI 저압 성형 시스템을 사용하여 사출 압력을 최적화하고 최소한의 조임력을 적용하는 것입니다."

N-SAPLI 제어 시스템은 열경화성 성형에도 적용되어 액체 폴리머가 금형으로 흘러 들어가는 것을 정밀하게 제어함으로써 최종 부품의 정밀도를 일반적으로 달성 가능한 0.7mm에 비해 0.3mm까지 높일 수 있습니다. Yoda는 “우리는 열경화성 수지의 사출 압축 성형에 N-SAPLI를 적용하여 0.2mm의 정밀도를 목표로 하고 있습니다.”라고 덧붙였습니다.

Sumitomo Bakelite와 Nissei Plastic이 혁신을 추진하고 있는 또 다른 분야는 회로 기판의 캡슐화입니다. 이는 일반적으로 비용이 더 많이 들고 정밀도가 낮은 전사 성형 공정을 사용하여 수행됩니다. 이 애플리케이션에서는 회로 기판의 손상을 방지하기 위해 낮은 수준에서 사출 압력을 정밀하게 제어하는 ​​것이 중요합니다. "일반적으로 사출 압력을 13MPa 미만으로 제한해야 하며 우리는 FNX110III-18AK 프레스에서 6~10MPa 범위의 압력을 제어할 수 있음을 입증했습니다."라고 Yoda는 말했습니다.

Nissei Plastic의 액상 실리콘 고무(LSR)에 포함된 세 번째 열경화성 수지는 배터리 셀 스페이서는 물론 방수 기능이 있는 고전압 EV 배터리 커넥터에 응용할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 충전 및 방전 중 셀 팽창 및 수축을 보상하는 배터리 셀 스페이서용으로 현재 선택되는 재료는 EPDM 고무입니다.

사내 행사에서 Nissei Plastic은 Elmet의 투여 시스템과 인라인의 선입선출 이점을 결합한 자체 나선형 플런저 시스템을 갖춘 180톤 클램핑력 NEX180III-5ELM 전전기 프레스를 전시했습니다. 플런저 시스템의 투여 정확도로 나사를 조이십시오.

언젠가 전고체 배터리의 출현으로 인해 EV 드라이브 시스템의 재료 요구 사항이 바뀔 수 있다는 점을 인식한 이 작가는 나고야에서 성형되는 배터리 셀 스페이서에 대한 잠재적인 대체 응용 분야를 제안했습니다. 그는 싱가포르에 있는 자신의 기지로 가져갈 두 개의 샘플을 정식으로 수락했으며 현재 이를 내열 플레이스매트로 사용하고 있습니다.

편집자 주: 이 기사의 저자인 Stephen Moore는 Nissei Plastic의 사외 이사입니다.