표면 마감은 매우 중요한 요소입니다. 폴리머 씰 표면 질감은 밀봉 효과, 마찰력 및 내구성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 성능에 매우 중요합니다. 거친 표면에 잘 밀착되는 부드러운 엘라스토머와 달리, 대부분의 고분자 소재는 단단하여 안정적이고 오래 지속되는 밀봉을 위해서는 특정한 표면 질감이 필요합니다.

표면 마감이 중요한 주요 이유:

• 밀봉 효과: 적절한 표면 마감은 누출 경로가 될 수 있는 미세한 틈(돌출부와 골)을 최소화합니다. PTFE와 같은 경질 폴리머는 불규칙한 부분을 단순히 덮어주는 역할을 할 뿐, 그 안으로 "눌려 들어가"는 것이 아니므로, 특히 기체의 경우 누출을 차단하려면 매끄러운 접합면이 필수적입니다.
• 마찰 및 마모: 이상적인 표면 마감은 마찰을 최소화하는 매끄러운 질감과 윤활유 유지를 위한 균형 잡힌 상태를 제공합니다.
• 표면이 너무 거칠면 사포처럼 작용하여 씰에 과도한 마모와 조기 손상을 일으켜 고장의 원인이 됩니다.
• 지나치게 매끄러운 표면: 지나치게 매끄럽거나 광택이 심한 표면(특정 Ra 값 미만)은 필요한 윤활막을 유지할 수 없어 마찰 증가, 열 발생, "스틱-슬립" 현상 및 씰 고장 가속화를 초래합니다.
• 내구성과 수명: 정밀하게 제어된 마감 처리는 밀봉 계면 전체에 응력을 고르게 분산시켜 재료 열화 및 피로 파손으로 이어질 수 있는 국부적인 응력 집중을 방지합니다.
• 오염 방지: 매끄러운 표면은 미세한 틈새에 먼지, 이물질 또는 오염 물질이 끼일 가능성이 적어 밀봉 성능을 저해하고 손상을 일으킬 수 있는 문제를 방지합니다.
• 윤활유 유지: 최적의 적당한 거칠기를 가진 표면(종종 호닝과 같은 특정 공정을 통해 교차 격자 패턴을 생성하여 달성됨)은 윤활유를 저장하는 미세 저장소를 형성하며, 이는 동적 씰이 마찰과 마모를 줄이는 데 필수적입니다.

고려해야 할 주요 매개변수

표면조도 평균(Ra)은 흔히 사용되는 지표이지만, 이것만으로는 모든 것을 설명할 수 없습니다. 다음과 같은 다른 중요한 매개변수도 고려해야 합니다.

Rz: 평균 거칠기 깊이로, 가장 높은 봉우리와 가장 낮은 골짜기 사이의 평균 높이 차이에 초점을 맞춥니다.

시공 방향: 표면 패턴의 주요 방향(예: 직선형 vs. 교차형). 왕복 운동하는 도포 과정에서 이동 방향과 평행한 직선형 마감은 교차형 패턴보다 누수 경로를 생성할 가능성이 더 높습니다.

경도: 접합면의 경도 또한 중요한 요소입니다. 일반적으로 씰이 하드웨어를 손상시키는 것을 방지하기 위해 단단한 표면(예: 40~60 Rockwell C)이 권장되지만, 이로 인해 초기 표면 마감 품질이 더욱 중요해집니다.

궁극적으로 폴리머 씰 적용에 이상적인 표면 마감은 씰 재질(예: PTFE 대 엘라스토머), 적용 분야가 정적인지 동적인지, 그리고 밀봉 대상 매체의 종류(기체, 액체 등)를 고려하여 신중하게 선택해야 하는 특정 범위입니다.

일반적인 표면 마감 권장 사항

요약하자면, 올바른 표면 마감 처리를 선택하는 것은 매우 중요한 엔지니어링 고려 사항입니다. 단순히 부품을 보기 좋게 만드는 것만이 아니라, 폴리머 씰이 최상의 작동 성능과 수명을 달성하는 데 필요한 정확한 미세 환경을 제공하는 것이 핵심입니다.