실리콘 제품에 자석을 내장하는 데 따른 3가지 기술적 과제

독일 고객들이 겪은 배터리 캡 문제

2025년 1월, 독일의 한 에너지 저장 장비 제조업체에서 긴급하게 저희에게 연락했습니다. 그들은 특수 실리콘을 찾고 있었습니다. 배터리 단자 캡 차세대 배터리 캐비닛용입니다. 그러나 이전 공급업체 세 곳이 기술 문제를 해결하지 못했습니다. 고객은 이메일에서 이 프로젝트가 다른 공급업체들과 6개월 동안 개발되었지만 아무런 성과 없이 진행되었으며, 이것이 마지막 기회라고 밝혔습니다. 문제가 해결되지 않으면 이 프로젝트는 중단될 것이라고 덧붙였습니다.

이 문제를 해결하기 위해 저희는 즉시 엔지니어 팀을 소집하여 고객과 화상 회의를 진행했습니다. 화상 회의에서 고객은 기존 배터리 캡의 문제점을 시연하고 다음과 같은 의견을 공유했습니다. 3D 디자인 파일. 엔지니어, 생산 관리자, 자재 공급업체, 자석 기술자의 협업 분석을 통해 세 가지 중요한 과제를 파악했습니다.

세 가지 중요한 과제

과제 1: 고온 가황과 자석 자기소거의 충돌

실리콘은 160~200°C에서 가황이 필요한 반면, 일반적인 네오디뮴 자석(예: N52/N54)은 80°C 이상에서 자성을 잃기 시작합니다. Rubber World 2023 통계에 따르면, 자석 내장 실리콘 제품 중 32%가 고온 자기 소거로 인해 고장이 발생합니다.

과제 2: ±0.1mm 정밀 위치 지정

실리콘 가황 과정에서 자석이 이동하는 경향이 있어 자극 정렬 불량, 접착력 불균일, 또는 배치 불량이 발생할 수 있습니다. 실리콘 제품의 경우 0.1mm 오차만으로도 심각한 고장을 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 한 의료기기 제조업체는 0.3mm의 자석 정렬 불량으로 센서 오류가 발생하여 전체 배치를 리콜한 적이 있습니다.

과제 3: 부드러움과 기능성의 균형 맞추기

매우 단단한 실리콘(70–80 Shore A): 배터리 캐비닛 포트에 삽입하기 어렵고 찢어지기 쉬우며, 강제로 밀어 넣으면 제거할 수 없습니다.

매우 부드러운 실리콘(20~30 쇼어 A): 구조적 지지가 부족하여 변형으로 인해 자석 변위가 발생합니다.

솔루션

위의 세 가지 배터리 캡 문제를 분석한 결과, Grandshine은 다음과 같은 해결책을 제시했습니다.

프로세스 혁신으로 '고온 교착상태' 극복

자석 소재 업그레이드: 기존 N35 자석에서 니켈 도금 N54UH 자석(≤150°C 정격)으로 전환하고, 생산 과정에서 비자화 블랭크를 사용하여 결함률을 32%에서 2%로 줄였습니다.

자화 후 공정: 자석은 성형 과정에서 비자화 형태로 내장되고 가황 후에만 자화되므로 고온에서 자기가 없어질 위험이 없습니다.

듀얼 스테이지 툴링으로 0.01mm 정밀도 달성

1차 곰팡이: 유압식 잠금 장치와 적외선 교정을 통해 ±0.05mm의 자석 위치 정확도가 보장됩니다.

정밀 금형: 모듈식 가황 설계로 수축과 변형이 없습니다.

AI 기반 품질 관리: AI 모델과 결합된 좌표 측정기(CMM)는 ±0.01mm 허용 오차 범위에서 배치 일관성을 검증합니다.

골든 밸런스: 40 쇼어 A 실리콘

5가지 실리콘 제형(30~80 Shore A)을 테스트한 결과 다음과 같은 결과가 나왔습니다.

일련의 테스트를 수행한 후 최적의 실리콘 경도인 40 쇼어 A를 확인했습니다. 난연성 실리콘은 삽입력(≤5N)과 완벽한 균형을 이룹니다. 유지력(≥15N). 또한, 우리는 강화된 리브 디자인을 구현했습니다. 세로방향의 찢어짐 저항성을 보장하면서 붕괴를 방지하기 위해 전체 배터리 캡을 사용합니다.

세 가지 과제를 모두 해결한 후 우리는 다음을 제공했습니다. T1 샘플 독일 고객에게. 그들의 피드백: "당신은 복잡하고 난이도가 높은 제품을 해결하는 전문가입니다!" 프로젝트는 성공적으로 승인되었습니다.

산업을 위한 범용 솔루션

의료용 씰, 산업용 충격 흡수 부품 또는 소비자용 제품을 설계하든 전자공학의 경우 다음 방법론이 적용됩니다.

자석 자기소거: 후자화 + 고온 내성 자석(예:SmCo), 자화 강도 ≥3,000 가우스.

실리콘 수축: 모듈식 분할 가황 + 진공압 성형, 두께 허용오차 ≤±0.3mm.

부드러움-기능 균형: 반발 곡선에 대한 동적 기계 분석(DMA), 삽입/추출 힘 비율 = 1:3–1:5.

스마트 웨어러블, 의료기기 등 반려동물 용품, 가전제품 및 재생 에너지 부문, 자석과 실리콘의 융합은 기술적 한계를 뛰어넘고 있습니다. Grandshine에서는 헌신은 기술에만 국한되지 않습니다. 우리는 0.01mm의 정밀성에도 집착합니다.

유연한 소재에서의 자석 위치 오류, 실리콘 경도와 기능 간의 충돌, 열악한 환경에서의 소재 안정성 문제 등의 문제에 직면해 있다면, 그랜드샤인 엔지니어링 팀이 전문적인 생산 서비스를 제공해 드립니다. 신제품 설계가 필요하시다면, Grandshine은 설계부터 생산까지 포괄적인 공급망 관리 서비스를 제공합니다. 귀사와 함께 일할 수 있기를 기대합니다.