공정 중 어닐링으로 응력을 풀어주는 이유?

Question

플라스틱 제조 공정 중에 70~80도 정도되는 온도에서 특정 공정 제품들을 어닐링하는 공정이 있습니다.

이러한 어닐링 공정이 제품에 주는 영향은 어떤 것인가요?

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 어닐링은 Plastics의 2차 가공과정으로 Plastic을 적당한 매질내에서 일정한 온도로 만든 후, 그 온도에서 일정시간동안 유지시키고 실온으로 천천히 냉각시키는 공정입니다.

플라스틱의 압출 성형 시 발생하는 응력으로 수지가 가지는 최적의 물성을 내지 못하고 응력을 가지는 부분에서 균열이나 깨짐, 휨 등이 발생하게 됩니다. 따라서 인위적으로 성형품 전체에 균일한 열을 가하여 이 과정을 단축시키게 되는데 이게 바로 어닐링입니다.

Answer 2

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.

플라스틱 제조공정중 융착공정이후 진행되는 어닐링 공정을 말씀 하시는것 같습니다.

융착으로인해 발생된 응력을 어닐링으로 풀어주는 역할을 하게 됩니다.

감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

어닐링에 의해 제품 내부의 결정구조가 재배열되어 결정성이 더욱 정렬되고, 이로 인해 제품의 내열성이 개선됩니다 후 제품 내부의 결정구조가 조절되어 제품의 가공성이 개선됩니다.제품 내부에 존재하는 응력을 제거하여 제품이 더욱 안정적으로 사용될 수 있도록 합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

어닐링의 목적은 4족 원소를 도펀트(Dopant, 3족 혹은 5족의 원소)와 화학적으로 공유결합 시키는 데 있다. 어닐링 공정 진행 후 튕겨 나간 도펀트들은 실리콘 4족 원자가 들어서 있던 격자구조로 끌려 들어와 실리콘과 공유결합 합니다

Answer 5

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

응력을 영어로 하면 Stress 인데, stress 많이 받으면 몸에 해롭죠.

같은 개념입니다.

자유로운 상태에 놓여 있는 물체의 내부에 응력이 걸리고 있다는 것은

재질이 불균일하고 불안정한 상태라는 것을 의미합니다.

외부에서 하중이 걸려서 이에 저항하는 응력이 발생하는 것과는 다른 것이죠.

무질서한 내부응력이 걸려 있는 소재는

거동을 예측할 수 없기 때문에 설계이하의 하중에서도 파괴가 일어날 수 있습니다.

그래서 재질을 편안한 상태로 정리해 줄 필요가 있는 것이고,

이것이 풀림, 즉 annealing 인 것입니다.

그러나 이 내부응력을 질서 정연하게, 예측가능하게 걸어줄 수 있다면,

오히려 재질이 갖고 있는 허용하중(정하중) 이상으로 힘을 견디게 할 수도 있습니다.

Pre-stress concrete 같은 것이 하나의 예죠.

미리 압축응력이 걸려있는 부재에 인장력을 가하면

원래 소재가 갖고 있는 자체의 허용력을 초과하는 지지력을 발휘하게도 할 수 있습니다.

이건 고도의 계산에 의해서 제작되고 검사되어야 하는 첨단기술 중의 하나죠.

일반적으로는 균질처리를 해서 소재를 편안한 상태로 만들어놓고

설계하는 것이 제일 이상적인 겁니다.