09.02.2023 by Dr. Natalie Rudolph
Анализ на отказите на автомобилни термопластични части чрез DMA
Термопластичните части могат да се повредят. Когато това се случи обаче, първият приоритет е да се Identify основната причина за повредата и да се отстрани.
Анализът на повредите на части от термопластични материали, получени чрез леене под налягане, изисква високо ниво на експертни познания в областта на материалознанието, производствените методи и аналитичните инструменти. Съществува широк спектър от сценарии на откази. Те варират от неправилна употреба и непреднамерени условия на експлоатация до конструктивни грешки, проблеми с формоването, стрес, претоварване и деградация по време на употреба.
NETZSCH Инструментите за термичен анализ са мощни инструменти за анализ на неизправностите
Диференциалната сканираща калориметрия (DSC) може да отговори на въпроси като
- Замърсен ли е материалът с друг материал?
- Правилна ли е спецификацията на доставчика за състава на материала за моя термопластичен продукт?
- Каква е кристалността на материала? Има ли потенциал за посткристализация?
Термогравиметричният анализ (TGA) помага да се намерят отговори на следните въпроси
- Дали материалът е напълнен с правилното количество пълнители, пластификатори и модификатори?
- Термично стабилен ли е материалът, за да издържи на работните температури?
- Абсорбира ли материалът вода?
Термомеханичният анализ (TMA) може да отговори на въпроси като
- Променя ли материалът размерите си при работна температура?
- Имало ли е остатъчни напрежения във формования детайл?
Динамично-механичният анализ (ДМА) също играе важна роля при намирането на причината за повредата на даден детайл. Използването на DMA дава отговор на въпроси като
- Има ли материалът необходимите механични свойства при работни температури?
- Разгражда ли се материалът по-бързо от очакваното?
- Материалът губи ли механичните си свойства поради взаимодействие с течности?
В тази статия ще предоставим по-задълбочен поглед върху анализа на повредите на термопластични детайли с помощта на DMA.
Често срещани причини за повреда на автомобилни термопластични части
Отказът на термопластични части, произведени чрез шприцване, се проявява под различни форми. Често причината за проблема е избраният материал или процесът, използван за производството на частите и компонентите. Винаги, когато се появят дефектни части, е важно да се открие причината за повредата, за да може да се коригира производственият процес, материалът или дизайнът, за да се избегнат дългосрочни разходи.
Изследвахме една често срещана повреда на термопластмасите и показахме как динамично-механичният анализ може да помогне за определяне на причината за повредата:
Счупване на термопластичен детайл под напрежение
В полимерите могат да дифундират газове, органични разтворители, оцветители, а също и влага, която прониква във или през материала. Абсорбираната влага обаче променя свойствата на полимерите. Това включва и механичните свойства на полимера, напр. модула, който е мярка за устойчивостта на еластична деформация. Разрушаването на термопластична част под напрежение може да бъде свързано и с поглъщането на влага в материала. Динамичният механичен анализатор (ДМА), оборудван с генератор на влажност, може да помогне за определяне на механичните свойства при различни нива на влажност.
На фигура 2 е показано измерване на проба от полиамид 6 (PA) при честота 1 Hz и температура 40°C в режим на опън. Относителната влажност е увеличена постепенно от 0 % до 75 % с течение на времето. При тези стъпки на относителната влажност е измерена твърдостта (описана чрез модула на съхранение E') на материала. Ясно се вижда, че твърдостта на материала намалява с увеличаването на относителната влажност. При относителна влажност от 50 % модулът на съхранение намалява с приблизително 74 %.
Този пример показва колко е важно да се познават механичните свойства на даден полимер при условията на употреба в автомобил и при различни климатични условия. Поради това е от съществено значение при проектирането на автомобилни части и компоненти да се използват термопластични материали, които се представят достатъчно добре при тези условия. Освен това този пример за често срещана причина за повреда на термопластични материали показва как динамично-механичният анализ може да помогне за определяне на причините за повреда. Анализът на материалите с DMA 242 E Artemis дава представа за зависимите от температурата вискоеластични свойства, като например твърдост и поведение на затихване.
Научете повече за анализа на неизправностите на пластмасови части с помощта на динамично-механичен анализ:
Регистрирайте се за нашия уебинар на 16 март!
Джефри Янсен е експерт в областта на анализа на отказите и в това интервю с д-р Натали Рудолф ще разкаже за своята работа. Той ще отговори на въпроси за най-често срещаните повреди, за това как една от основните причини е пълзенето и как то може да се анализира с помощта на динамично-механичен анализ.
Сесия 1: 10 - 11 ч. централноевропейско време / 17 ч. централноевропейско време
Сесия 2: 16:00-17:00 ч. централноевропейско време / 11:00 ч. източноевропейско време
