Συνήθεις αιτίες αστοχίας των θερμοπλαστικών αυτοκινήτων

Οι αστοχίες των θερμοπλαστικών εξαρτημάτων που μορφοποιούνται με έγχυση εμφανίζονται σε ένα ευρύ φάσμα μορφών. Συχνά, η αιτία του προβλήματος είναι το υλικό selectή η διαδικασία παραγωγής των εξαρτημάτων και των κατασκευαστικών στοιχείων. Κάθε φορά που τα ελαττωματικά εξαρτήματα βγαίνουν από τη μηχανή, είναι σημαντικό να βρεθεί η βασική αιτία της αποτυχίας, προκειμένου να αναπροσαρμοστεί η διαδικασία παραγωγής, το υλικό ή ο σχεδιασμός και να αποφευχθεί το μακροπρόθεσμο κόστος. Οι περισσότερες αστοχίες των θερμοπλαστικών μπορούν να αναλυθούν με όργανα θερμικής ανάλυσης. Εμείς selected δύο κοινές αστοχίες των θερμοπλαστικών και δείχνουμε πώς η θερμική ανάλυση μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό της αιτίας της αστοχίας.

Περίπτωση 1:

Θραύση καλύμματος ραδιοφώνου σε χαμηλές θερμοκρασίες

Ένα κάλυμμα ραδιοφώνου ενσωματωμένο σε ταμπλό αυτοκινήτου έσπασε για άγνωστους λόγους. Θα μπορούσε κανείς να υποθέσει ότι το επεξεργασμένο υλικό μπορεί να είχε μολυνθεί με άλλες ουσίες ή ότι χρησιμοποιήθηκε λάθος σύνθεση πολυμερούς για την παραγωγή του σπασμένου εξαρτήματος. Ως εκ τούτου, σε πρώτο στάδιο, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις με ένα NETZSCH DSC 214 Polyma για να βρεθεί η αιτία της αστοχίας. Η μέθοδος είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για μια πρώτη εκτίμηση της αιτίας της αστοχίας, καθώς δίνει πολλές πληροφορίες για τις ιδιότητες του υλικού με σχετικά μικρή προσπάθεια. Τόσο ένα δείγμα από ένα καλό τεμάχιο όσο και ένα δείγμα από το κακό τεμάχιο υποβλήθηκαν σε πρόγραμμα θερμοκρασίας σε ατμόσφαιρα N2 με ρυθμό θέρμανσης 10 K/min. Στο Σχήμα 1 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων. Πάνω από το περιβάλλον, τα δύο δείγματα παρουσιάζουν την ίδια συμπεριφορά. Οι θερμοκρασίες υαλώδους μετάβασης και οι κορυφές τήξης εμφανίζονται στην ίδια θερμοκρασία. Ωστόσο, το καλό δείγμα έχει μια δεύτερη υαλώδη μετάβαση στους - 58°C περίπου, η οποία απουσιάζει από το κακό δείγμα. Η δεύτερη υαλώδης μετάβαση του καλού δείγματος μπορεί να αποδοθεί σε ένα ελαστομερές συστατικό, το οποίο παρέχει καλύτερη ψυχρή ευελιξία και αντοχή στην κρούση. Λόγω της έλλειψης αυτού του συστατικού στο δείγμα του κακού μέρους, το κάλυμμα του ραδιοφώνου δεν είχε την ψυχρή ευελιξία που θα έπρεπε να έχει και, κατά συνέπεια, έσπασε σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Το παράδειγμα αυτό είναι μία από τις πολλές εφαρμογές της διαφορικής θερμιδομετρίας σάρωσης στην ανάλυση αστοχίας θερμοπλαστικών εξαρτημάτων.

Περίπτωση 2:

Θραύση θερμοπλαστικού εξαρτήματος υπό πίεση

Στα πολυμερή μπορούν να συμβούν εντατικές διεργασίες μεταφοράς ουσιών. Αέρια, οργανικοί διαλύτες, χρωστικές και υγρασία μπορούν να διαχυθούν μέσα ή μέσω των πολυμερών. Ωστόσο, η απορροφούμενη υγρασία μεταβάλλει τις ιδιότητες των πολυμερών. Αυτό περιλαμβάνει και τις μηχανικές ιδιότητες ενός πολυμερούς, π.χ. το μέτρο ελαστικότητας, το οποίο είναι ένα μέτρο της αντίστασης σε ελαστική παραμόρφωση. Η αστοχία ενός θερμοπλαστικού εξαρτήματος υπό πίεση μπορεί επίσης να σχετίζεται με την πρόσληψη υγρασίας στο υλικό. Ένας δυναμικός μηχανικός αναλυτής εξοπλισμένος με γεννήτρια υγρασίας μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων σε διαφορετικά επίπεδα υγρασίας. Στο σχήμα 2, ένα δείγμα πολυαμιδίου 6 (PA) μετρήθηκε σε συχνότητα 1 Hz και θερμοκρασία 40°C σε λειτουργία εφελκυσμού. Η σχετική υγρασία αυξήθηκε σταδιακά από 0% σε 75% με την πάροδο του χρόνου. Η δυσκαμψία (που περιγράφεται από το μέτρο αποθήκευσης E') του υλικού μετρήθηκε σε αυτά τα βήματα σχετικής υγρασίας. Είναι σαφώς ορατό ότι η δυσκαμψία του υλικού μειώνεται με την αύξηση της σχετικής υγρασίας. Σε σχετική υγρασία 50%, το μέτρο αποθήκευσης μειώθηκε κατά περίπου 74%.

Αυτό το παράδειγμα δείχνει τη σημασία της γνώσης των μηχανικών ιδιοτήτων ενός πολυμερούς σε συνθήκες λειτουργίας σε ένα αυτοκίνητο και σε διαφορετικά κλίματα. Κατά συνέπεια, είναι ζωτικής σημασίας η χρήση θερμοπλαστικών υλικών στην κατασκευή εξαρτημάτων και μερών αυτοκινήτων που μπορούν να αντέξουν στις συνθήκες αυτές. Τα δύο παραδείγματα κοινών αιτιών αστοχίας θερμοπλαστικών υλικών δείχνουν ότι οι τεχνικές και τα όργανα θερμικής ανάλυσης μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό των αιτιών αστοχίας.οι μετρήσεις με το DSC 214 Polyma μπορούν να βοηθήσουν στην απάντηση μιας μεγάλης ποικιλίας ερωτημάτων. Λάβετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης εδώ. Η ανάλυση υλικών με ένα DMA 242 E Artemis παρέχει πληροφορίες σχετικά με τις ιξωδοελαστικές ιδιότητες που εξαρτώνται από τη θερμοκρασία, όπως η δυσκαμψία και η συμπεριφορά απόσβεσης. Μάθετε περισσότερα για τη δυναμική μηχανική ανάλυση εδώ.