Dongying(Suzhou Dongying Electronic Technology Co., Ltd.)은 중국 쑤저우의 금형 제작 및 사출성형 업체입니다. 냉각 팬 프레임과 하우징, 임펠러와 팬 베이스를 비롯한 전자기기 냉각 부품 및 자동차 부품의 금형과 성형품을 제작합니다.
서버 팬 프레임의 역할
요약: 프레임은 팬의 기준 부품입니다. 강성, 평면도, 내경 위치가 팬 전체의 조립 상태와 작동에 영향을 줍니다.
| 프레임 형상 | 기능 | 금형에서 고려할 점 |
|---|---|---|
| 베어링 튜브 또는 허브 시트 | 모터와 베어링을 팬의 축선에 유지 | 금속 인서트를 사용하는 경우가 많으며, 벤투리와의 상대 위치가 중요함 |
| 지지대(스포크) | 허브와 외곽 프레임을 연결 | 얇으면서 하중을 받는 형상으로, 웰드라인과 섬유 배향이 중요함 |
| 벤투리(내측 슈라우드) | 임펠러 날개 끝을 둘러쌈 | 원형도와 동심도가 날개 끝 간극을 정함 |
| 장착 플랜지와 구멍 | 팬을 섀시 또는 팬 트레이에 고정 | 평면도와 구멍 위치를 관리해야 하며, 측면 구동기구가 필요할 수 있음 |
| 배선 홈과 클립 | 리드선을 정리하고 고정 | 작은 언더컷으로, 주로 슬라이드나 리프터를 사용함 |
프레임 재료 선정
요약: 주로 유리섬유 강화 PBT, PA66, PPS를 사용하며, 사용 온도, 흡습 특성, 제품에 필요한 난연 등급을 기준으로 선택합니다.
| 일반적인 경향(등급에 따라 다름) | PBT-GF | PA66-GF | PPS-GF |
|---|---|---|---|
| 고온에서의 강성 | 양호 | 양호 | 매우 양호 |
| 흡습에 따른 치수 변화 | 작음 | 뚜렷함. 물을 흡수하면서 부품이 팽창함 | 매우 작음 |
| 난연성 | 난연(FR) 등급 필요 | 난연(FR) 등급 필요 | 많은 등급에서 재료 자체의 난연성을 가짐 |
| 금형 온도 | 중간 | 중간 | 충분한 결정화를 위해 높은 온도 필요 |
| 금형 마모 | 중간 | 중간 | 유리섬유 또는 무기 충전재 사용 시 높음 |
| 상대적인 재료비 | 낮음 | 낮음~중간 | 높음 |
이는 일반적인 경향입니다. 후보로 선정한 정확한 재료 등급의 데이터시트를 확인하세요. 제품에 UL 94 등급이 필요하다면 UL은 시험한 두께에서 재료의 등급을 평가한다는 점에 주의해야 합니다. 따라서 해당 등급을 프레임의 가장 얇은 두께와 비교해야 합니다(UL Solutions). PA66의 흡습과 PBT의 가수분해는 팬 임펠러 재료 비교에서 더 자세히 다룹니다.
베어링 튜브의 인서트 성형
요약: 금속 베어링 튜브를 인서트 성형하면 나중에 슬리브를 압입하는 방식보다 허브가 일반적으로 더 견고하고 위치도 잘 유지됩니다. 다만 인서트 사양과 공급 방식이 정확해야 합니다.
Solvay의 Ryton PPS 설계 안내서는 허브나 베어링처럼 큰 구성품에서 일반적으로 억지 끼워맞춤보다 인서트 성형이 선호되며, 하중이 플라스틱이 아닌 금속을 통해 전달되도록 인서트를 설계해야 한다고 설명합니다(Solvay). 팬 프레임에서는 보통 널링 또는 홈이 있는 금속 튜브를 금형의 위치 결정 핀으로 고정합니다.
다음 항목을 미리 합의하세요.
- 인서트 공급 주체, 인서트 도면과 개정 정보.
- 금형 안에서 인서트를 고정하는 방법과 내경 위치 측정에 사용할 데이텀.
- 내경을 성형된 상태로 사용할지, 성형 후 가공할지.
인서트 성형에 필요한 정보도 참고하세요.
지지대, 웰드라인과 평면도
요약: 게이트 위치는 웰드라인과 유리섬유 배향을 결정하며, 이는 지지대의 강도와 프레임의 휨에 영향을 줍니다.
용융 수지는 허브와 벤투리를 우회하며 갈라졌다가 다시 만나야 하므로 어딘가에는 웰드라인이 생길 수밖에 없습니다. Ryton 안내서는 유리섬유가 접합면을 가로지르지 않아 웰드라인에 수지가 많아지고 강도가 낮아진다고 설명합니다. 하중이 작은 곳에 웰드라인을 두고, 빠른 사출, 충분한 보압, 웰드 부위의 원활한 가스 배출을 고려한 설계를 권장합니다(Solvay). 같은 안내서는 유리섬유 강화 PPS의 강도가 유동 직각 방향보다 유동 방향에서 높다고 설명합니다.
실제로는 지지대 뿌리와 하중을 받는 장착 구멍에 웰드라인이 생기지 않도록 하고, 가능한 한 지지대를 따라 수지가 흐르게 합니다. 네 모서리 사이의 충전을 균형 있게 하여 장착면이 평평하게 유지되도록 해야 합니다. 금형 강재를 가공하기 전에 실제 사용할 재료 등급으로 유동 해석을 진행해 게이트 방안을 비교하세요. 나중에 휨을 수정하려면 대개 성형 조건 변경이나 금형 강재 재가공이 필요합니다.
날개 끝 간극과 벤투리 원형도
요약: 임펠러 날개 끝과 벤투리 사이의 간극은 압력과 효율에 영향을 줍니다. 따라서 벤투리 원형도와 베어링 튜브에 대한 상대 위치를 별도 검사 항목으로 다루어야 합니다.
축류 팬 연구에 따르면 날개 끝 간극을 통한 누설 유동은 효율을 낮추는 와류를 형성하며, 팬이 더 높은 압력에 맞서 작동할수록 그 영향이 커집니다(Pelz 및 Karstadt, TU Darmstadt). 서버 팬은 이러한 고압 운전점에서 작동하는 경우가 많습니다. 벤투리가 타원형이거나 베어링 튜브의 중심에서 벗어나면 날개와 접촉하지 않도록 더 큰 공칭 간극을 두어야 합니다.
금형에서 원형도는 균일한 두께, 슈라우드 주변의 고른 냉각, 안정적인 코어 정렬에 좌우됩니다. 도면에서는 벤투리와 내경에 공통 데이텀 체계를 적용해 프레임과 임펠러를 같은 기준으로 검사하도록 해야 합니다.
유리섬유 강화 프레임용 금형 구조
요약: 유리섬유 강화 프레임 재료는 금형을 마모시키므로 금형 강재, 교체형 게이트 인서트, 금형 온도 제어를 예상 생산 수명에 맞춰 정해야 합니다.
Solvay는 PPS의 유리섬유와 무기 충전재가 마모를 일으킨다고 설명하며, 장기간 생산용 금형에는 경화한 금형강을 권장합니다. 게이트에서 마모가 가장 심하므로 교체형 게이트 블록을 사용하는 경우가 많다고도 설명합니다(Solvay). 같은 안내서는 금형 온도가 PPS의 결정화도와 치수 안정성에 큰 영향을 준다고 강조합니다. 유리섬유 강화 PBT와 PA66도 장기간 생산하면 게이트와 수지 유동이 많은 부위를 마모시킵니다. 측면 구멍과 배선 클립에는 슬라이드나 리프터가 필요하며, 벤투리 주변을 고르게 냉각하면 원형도와 평면도 유지에 도움이 됩니다.
견적 요청에 포함할 정보
요약: 프레임 크기만 전달하지 말고 형상, 재료 요구사항, 검사 방법을 함께 보내주세요.
- 개정 정보가 있는 3D 모델과 도면, 내경·벤투리·장착 구멍의 데이텀 체계.
- 재료 등급 또는 승인된 대체 등급, 색상, 제품 규격에서 요구하는 난연 등급.
- 베어링 튜브 또는 기타 인서트 도면과 공급 주체.
- 주요 형상: 내경 위치, 벤투리 원형도, 장착면 평면도, 구멍 위치.
- 부품 측정 조건. 예를 들어 PA66을 성형 직후 건조 상태에서 측정할지, 조습 후에 측정할지.
- 연간 수량과 예상 금형 수명.
- 금형을 고객이 인수할지, Dongying에 두고 부품을 공급받을지. 금형 및 공급 범위를 참고하세요.
자주 묻는 질문
팬 프레임 금형이란 무엇인가요?
팬 프레임 금형은 축류 냉각 팬의 플라스틱 하우징, 즉 외곽 프레임, 장착 플랜지, 지지대, 벤투리, 허브 또는 베어링 튜브 시트를 만드는 사출금형입니다. 서버 팬용 금형에는 인서트 성형하는 금속 베어링 튜브, 구멍과 배선 클립을 위한 측면 구동기구, 임펠러 주변 벤투리의 원형도와 웰드라인 및 휨을 제어하기 위한 게이트 배치가 포함되는 경우가 많습니다.
서버 팬 프레임에는 어떤 재료가 가장 적합한가요?
모든 경우에 가장 좋은 하나의 재료는 없습니다. 유리섬유 강화 PBT는 흡습이 적고 비용 효율적인 일반적 선택지입니다. 유리섬유 강화 PA66은 인성이 좋지만 물을 흡수하면 치수가 변합니다. 유리섬유 강화 PPS는 더 높은 온도에서도 강성을 유지하고 흡습이 매우 적으며, 많은 등급이 재료 자체의 난연성을 가집니다. 다만 재료비와 필요한 금형 온도가 더 높습니다. 사용 온도, 난연 등급, 치수 요구사항에 따라 선택하고 자체 시험으로 확인해야 합니다.
베어링 튜브는 인서트 성형과 압입 중 어떤 방식이 좋나요?
대부분의 서버 팬 프레임에서는 금속 베어링 튜브를 인서트 성형하는 편이 더 견고합니다. Solvay와 같은 재료 공급업체는 허브와 베어링에서 일반적으로 억지 끼워맞춤보다 인서트 성형이 선호된다고 설명합니다. 성형 후 압입도 가능하지만 공정이 하나 늘어나고 내경 주변의 플라스틱에 응력이 생길 수 있습니다. 어느 방식을 쓰든 인서트 도면, 공급 주체, 위치 측정 방법을 정해야 합니다.
팬 프레임은 성형 후 왜 휘나요?
휨은 대개 불균일한 수축에서 발생합니다. 유리섬유가 유동 방향으로 배열되므로 유동 방향과 직각 방향의 수축이 달라지고, 모서리 사이의 충전이 불균일한 프레임은 비틀리기 쉽습니다. 불균일한 냉각과 허브 주변의 두꺼운 부분도 영향을 줍니다. 게이트 배치, 균형 잡힌 충전, 균일한 두께, 고른 냉각을 금형 강재 가공 전에 유동 해석으로 검토하는 것이 주요 제어 방법입니다.
프레임은 팬 성능에 어떤 영향을 주나요?
프레임은 임펠러 날개 끝과 벤투리 사이의 간극을 정합니다. 축류 팬 연구에 따르면 이 간극을 통한 누설은 효율을 낮추며, 서버 팬과 같이 높은 압력에 맞서 작동할 때 그 영향이 특히 큽니다. 벤투리가 타원형이거나 베어링 튜브의 중심에서 벗어나면 더 큰 간극을 두어야 합니다. 프레임의 강성, 장착면 평면도, 지지대 설계도 시스템 안에서 팬이 작동하는 방식에 영향을 줍니다.
팬 프레임 금형을 상담하려면 무엇을 보내야 하나요?
개정 정보와 데이텀이 포함된 3D 모델 및 도면, 선호하거나 승인된 재료 등급, 제품에서 요구하는 난연 등급, 인서트 도면과 공급 책임, 내경 위치와 벤투리 원형도 등의 주요 형상, 측정 방법, 연간 수량, 예상 금형 수명을 보내주세요. 금형을 인수할지, Dongying에 두고 부품을 공급받을지도 알려주세요. 이 정보를 바탕으로 금형 방안을 논의할 수 있습니다.
관련 페이지
출처
- Solvay Specialty Polymers, Ryton PPS Design Guide (weld lines, fiber orientation, molded-in inserts, tool steels, mold temperature; PDF hosted by Drake Plastics): https://drakeplastics.com/wp-content/uploads/2020/01/Ryton-PPS-Design-Guide.pdf
- UL Solutions, Combustion (Fire) Tests for Plastics (UL 94 classifications): https://www.ul.com/services/combustion-fire-tests-plastics
- UL Standards & Engagement, UL 94 Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances: https://www.shopulstandards.com/ProductDetail.aspx?productId=UL94
- Pelz, P. F. and Karstadt, S., "Tip Clearance Losses – A Physical Based Scaling Method", International Journal of Fluid Machinery and Systems: https://www.jstage.jst.go.jp/article/ijfms/3/4/3_4_279/_pdf/-char/ja