테프론(폴리테트라플루오로에틸렌 또는 PTFE)은 매우 유용하면서도 가공하기 어려운 독특한 특성을 가진 다용도 폴리머입니다.붙지 않는 특성, 화학적 불활성 및 열 안정성은 항공우주, 의료 및 식품 가공과 같은 산업에서 높이 평가됩니다.그러나 부드러움 및 열적 특성과 함께 이러한 동일한 특성에는 특수한 가공 접근 방식이 필요합니다.이러한 주요 특성을 이해하면 제조업체가 이 소재로 작업할 때 적절한 도구, 기술 및 공차를 선택하는 데 도움이 됩니다.
핵심 포인트 설명:
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붙지 않는 표면과 낮은 마찰
- 테프론은 마찰 계수가 매우 낮기 때문에(0.05-0.10) 베어링과 씰에 이상적이지만 가공이 복잡합니다.
- 절삭 공구는 재료의 '미끄러짐'을 극복해야 하며, 검이나 찢어짐을 방지하기 위해 날카롭고 연마된 모서리가 필요합니다.
- PTFE의 자체 윤활 특성으로 인해 냉각수는 종종 불필요하지만 적절한 칩 배출이 중요합니다.
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열적 특성
- 반면 폴리테트라플루오로에틸렌 테프론 은 최대 260°C(500°F)의 온도에 견디며 열전도율(0.25W/m-K)이 낮기 때문에 절단 부위에 열이 집중됩니다.
- 높은 열팽창 계수(100-135×10-⁶/°C)로 인해 최종 측정 전에 가공 후 냉각 기간이 필요합니다.
- 느리고 제어된 이송 속도는 국부적인 열 축적으로 인한 용융이나 변형을 방지합니다.
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기계적 부드러움 및 크리프
- PTFE의 쇼어 D 경도는 50-65로 공구 압력 하에서 변형이 발생하기 쉽습니다.
- 고응력 크리프(하중 하에서 장기간 변형)는 부품 왜곡을 방지하기 위해 보수적인 클램핑력을 필요로 합니다.
- 미세 마감 카바이드 또는 다이아몬드 코팅 공구는 모서리 버링을 줄이고 표면 품질을 개선합니다.
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화학적 불활성
- 거의 모든 화학 물질에 대한 내성이 있어 부식 우려는 없지만 가공 후 화학적 평활화 옵션이 제한됩니다.
- PTFE 입자는 흡입 시 축적되어 호흡기 위험을 초래할 수 있으므로 먼지 추출은 필수적입니다.
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전기 및 유전체 거동
- PTFE의 우수한 유전체 강도(60kV/mm)는 절연체에 유용하지만 가공 중 전하 축적을 방지하기 위해 정전기 방전 툴링이 필요합니다.
- 높은 벌크 저항(>10¹⁸ Ω-cm)으로 인해 칩이 정전기 인력을 통해 공구에 달라붙을 수 있으므로 자주 청소해야 합니다.
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재료 가변성
- 무경질과 충전된 PTFE(예: 유리 또는 탄소 강화)는 서로 다른 가공 거동을 보입니다. 충전된 재종은 치수 안정성이 우수하지만 공구 마모를 가속화합니다.
- 시트와 로드 스톡은 제조 공정의 이방성 특성으로 인해 별도의 공구 경로가 필요할 수 있습니다.
기계 가공자는 이러한 특성을 고려하여 공구 형상(레이크 각도 15~20°), 스핀들 속도(카바이드 공구의 경우 200~300m/min), 고정 방법 등의 파라미터를 최적화하여 공구 수명을 연장하면서 정밀 부품을 생산할 수 있습니다.이 소재의 고유한 특성 조합은 궁극적으로 가공상의 어려움에도 불구하고 반도체 부품부터 논스틱 조리기구에 이르기까지 다양한 응용 분야를 가능하게 합니다.
요약 표:
| 속성 | 가공에 미치는 영향 | 솔루션 |
|---|---|---|
| 논스틱 표면 | 공구 미끄러짐, 끈적임 또는 찢어짐 방지 | 날카롭고 연마된 공구, 최소한의 냉각수 사용 |
| 낮은 열 전도성 | 절단 부위의 열 축적 | 이송 속도 제어; 가공 후 냉각 |
| 높은 열 팽창 | 가공 후 치수 부정확성 | 최종 측정 전 냉각 허용 |
| 기계적 부드러움 | 공구 압력에 따른 변형 | 낮은 체결력, 카바이드/다이아몬드 공구 |
| 화학적 불활성 | 제한된 가공 후 평활화 옵션 | 안전을 위한 먼지 추출 |
| 유전체 강도 | 칩을 끌어당기는 정전기 축적 | 정전기 방지 툴링, 잦은 청소 |
| 재료 가변성 | 버진 PTFE와 충전된 PTFE의 다른 거동 | 재종에 따른 공구 경로 및 속도 조정 |
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