Autoteollisuuden kestomuovien yleiset vikaantumissyyt

Ruiskuvalettujen kestomuovisten osien vikaantuminen ilmenee monissa eri muodoissa. Usein ongelman syynä on valittu materiaali tai osien ja komponenttien valmistusprosessi. Aina kun vialliset osat lähtevät koneesta, on tärkeää löytää vian perimmäinen syy, jotta tuotantoprosessia, materiaalia tai suunnittelua voidaan säätää uudelleen ja välttää pitkän aikavälin kustannukset. Useimmat lämpömuoviviat voidaan analysoida lämpöanalyysilaitteilla. Valitsimme kaksi yleistä kestomuovien vikaantumista ja näytämme, miten lämpöanalyysi voi auttaa vian syyn määrittämisessä.

Tapaus 1:

Radion kannen rikkoutuminen alhaisissa lämpötiloissa

Auton kojelautaan asennettu radion kansi rikkoutui tuntemattomasta syystä. Voidaan olettaa, että käsitelty materiaali on saattanut olla saastunut muilla aineilla tai että rikkoutuneen osan valmistuksessa on käytetty väärää polymeerikoostumusta. Siksi ensimmäisessä vaiheessa tehtiin mittauksia NETZSCH DSC 214 Polyma - laitteella vian syyn selvittämiseksi. Menetelmä soveltuu erityisen hyvin vikaantumisen syyn ensimmäiseen arviointiin, koska se antaa paljon tietoa materiaalin ominaisuuksista suhteellisen pienellä vaivalla. Sekä hyvästä osasta että huonosta osasta otetulle näytteelle tehtiin lämpötilaohjelma N2-ilmakehässä lämmitysnopeudella 10 K/min. Kuvassa 1 esitetään mittaustulokset. Ympäristön lämpötilan yläpuolella molemmat näytteet käyttäytyvät samalla tavalla. Lasittumislämpötilat ja sulamishuiput esiintyvät samassa lämpötilassa. Hyvässä näytteessä on kuitenkin toinen lasisiirtymä noin - 58 °C:ssa, joka puuttuu huonosta näytteestä. Hyvän näytteen toinen lasisiirtymä voidaan jäljittää elastomeeriseen komponenttiin, joka antaa paremman kylmäjoustavuuden ja iskunkestävyyden. Koska tämä komponentti puuttui huonon osan näytteestä, radiosuojan kylmäjoustavuus ei ollut niin hyvä kuin sen olisi pitänyt olla, ja siksi se rikkoutui alhaisissa lämpötiloissa.

Tämä esimerkki on yksi monista differentiaalisen pyyhkäisykalorimetrian sovelluksista kestomuovisten osien vikaantumisanalyysissä.

Tapaus 2:

Kestomuovisen osan rikkoutuminen jännityksen alaisena

Polymeereissä voi tapahtua intensiivisiä aineensiirtoprosesseja. Kaasut, orgaaniset liuottimet, väriaineet ja myös kosteus voivat diffundoitua polymeereihin tai niiden läpi. Imeytynyt kosteus kuitenkin muuttaa polymeerien ominaisuuksia. Tämä koskee myös polymeerin mekaanisia ominaisuuksia, esimerkiksi moduulia, joka mittaa elastisen muodonmuutoksen kestävyyttä. Termoplastisen kappaleen vikaantuminen rasituksessa voi myös liittyä kosteuden imeytymiseen materiaaliin. Kosteusgeneraattorilla varustetun dynaamisen mekaanisen analysaattorin avulla voidaan määrittää mekaaniset ominaisuudet eri kosteustasoilla. Kuvassa 2 polyamidi 6 (PA) -näyte mitattiin 1 Hz:n taajuudella ja 40 °C:n lämpötilassa jännitystilassa. Suhteellista kosteutta nostettiin asteittain 0 prosentista 75 prosenttiin ajan kuluessa. Materiaalin jäykkyys (jota kuvaa varastointimoduuli E') mitattiin näissä suhteellisen kosteuden vaiheissa. On selvästi nähtävissä, että materiaalin jäykkyys pienenee suhteellisen kosteuden kasvaessa. Suhteellisessa kosteudessa 50 % varastointimoduuli pieneni noin 74 %.

Tämä esimerkki osoittaa, kuinka tärkeää on tuntea polymeerin mekaaniset ominaisuudet auton käyttöolosuhteissa ja eri ilmastoissa. Näin ollen on erittäin tärkeää käyttää termoplastisia materiaaleja sellaisten autojen osien ja komponenttien rakentamisessa, jotka kestävät olosuhteet. Kaksi esimerkkiä termoplastisten materiaalien yleisistä vikaantumissyistä osoittavat, että lämpöanalyysitekniikat ja -välineet voivat auttaa vikaantumissyiden määrittämisessä.mittaukset DSC 214 -laitteella Polyma voivat auttaa vastaamaan monenlaisiin kysymyksiin. Saat lisätietoja differentiaalisesta pyyhkäisykalorimetriasta täältä. Materiaalien analysointi DMA 242 E Artemis -laitteella antaa tietoa lämpötilasta riippuvista viskoelastisista ominaisuuksista, kuten jäykkyydestä ja vaimennuskäyttäytymisestä. Lisätietoja dynaamisesta mekaanisesta analyysistä täältä.