09.02.2023 by Dr. Natalie Rudolph
Autoteollisuuden kestomuovisten osien vika-analyysi DMA:n avulla
Lämpömuoviset osat voivat vioittua. Kun ne kuitenkin vioittuvat, ensisijaisena tavoitteena on löytää Identify vian perimmäinen syy ja poistaa se.
Ruiskuvalettujen kestomuovisten osien vika-analyysi edellyttää korkeatasoista asiantuntemusta materiaalitieteistä, tuotantomenetelmistä ja analyyttisistä mittalaitteista. Vikaantumisskenaarioita on monenlaisia. Ne vaihtelevat väärinkäytöstä ja tahattomista käyttöolosuhteista suunnitteluvirheisiin, muovausongelmiin, rasitukseen, ylikuormitukseen ja käytönaikaiseen hajoamiseen.
NETZSCH Lämpöanalyysilaitteet ovat tehokkaita välineitä vikojen analysointiin
Differentiaalinen skannauskalorimetria (DSC) voi vastata seuraaviin kysymyksiin
- Onko materiaali kontaminoitunut toisen materiaalin kanssa?
- Onko toimittajan määrittelemä materiaalikoostumus oikea lämpömuovituotteelleni?
- Mikä on materiaalin Kiteisyys / kiteisyysasteKiteisyydellä tarkoitetaan kiinteän aineen rakenteellisen järjestyksen astetta. Kiteessä atomien tai molekyylien järjestys on johdonmukainen ja toistuva. Monet materiaalit, kuten lasikeramiikka ja jotkin polymeerit, voidaan valmistaa siten, että syntyy kiteisten ja amorfisten alueiden sekoitus.kiteisyys? Onko mahdollista jälkikiteytymistä?
Termogravimetrinen analyysi (TGA) auttaa löytämään vastauksia seuraaviin kysymyksiin
- Onko materiaali täytetty oikealla määrällä täyteaineita, pehmitintä ja modifiointiaineita?
- Onko materiaali termisesti stabiili kestämään käyttölämpötiloja?
- Onko materiaali imenyt itseensä vettä?
Lämpömekaaninen analyysi (TMA) voi vastata seuraaviin kysymyksiin
- Muuttuuko materiaalin mitat käyttölämpötiloissa?
- Oliko muottiin valetussa osassa jäännösjännitystä?
Dynaamis-mekaanisella analyysillä (DMA ) on myös tärkeä rooli osan vikaantumisen syyn selvittämisessä. DMA:n avulla saadaan vastauksia esimerkiksi seuraaviin kysymyksiin
- Ovatko materiaalilla vaaditut mekaaniset ominaisuudet käyttölämpötiloissa?
- Hajoaako materiaali odotettua nopeammin?
- Menettääkö materiaali mekaanisia ominaisuuksiaan vuorovaikutuksessa nesteiden kanssa?
Tässä artikkelissa annamme syvällisempää tietoa kestomuovisten osien vikaantumisanalyysistä DMA:n avulla.
Autoteollisuuden kestomuoviosien yleiset vikaantumissyyt
Ruiskuvalettujen kestomuovisten osien vikaantuminen ilmenee monessa muodossa. Usein ongelman syynä on valittu materiaali tai osien ja komponenttien valmistuksessa käytetty prosessi. Aina, kun viallista osaa esiintyy, on tärkeää löytää vian syy, jotta tuotantoprosessia, materiaalia tai suunnittelua voidaan säätää uudelleen pitkäaikaisten kustannusten välttämiseksi.
Tutkimme yhtä yleistä kestomuovien vikaantumista ja osoitamme, miten dynaamis-mekaaninen analyysi voi auttaa vikaantumisen syyn selvittämisessä:
.
Kestomuovisen osan rikkoutuminen rasituksen alaisena
Polymeereissä kaasut, orgaaniset liuottimet, väriaineet ja myös kosteus voivat diffundoitua materiaaliin tai sen läpi. Imeytynyt kosteus kuitenkin muuttaa polymeerien ominaisuuksia. Tämä koskee myös polymeerin mekaanisia ominaisuuksia, esim. moduulia, joka mittaa elastisen muodonmuutoksen kestävyyttä. Termoplastisen osan rikkoutuminen rasituksessa voi liittyä myös kosteuden imeytymiseen materiaaliin. Kosteusgeneraattorilla varustetun dynaamisen mekaanisen analysaattorin (DMA) 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. Kun suhteellinen kosteus oli 50 %, varastointimoduuli pieneni noin 74 %.
Tämä esimerkki osoittaa, kuinka tärkeää on tuntea polymeerin mekaaniset ominaisuudet auton käyttöolosuhteissa ja eri ilmastoissa. Siksi on tärkeää käyttää termoplastisia materiaaleja sellaisten autojen osien ja komponenttien suunnittelussa, jotka toimivat riittävästi näissä olosuhteissa. Lisäksi tämä esimerkki termoplastisten materiaalien yleisestä vikaantumissyystä osoittaa, miten dynaamis-mekaaninen analyysi voi auttaa vikaantumissyiden määrittämisessä. Materiaalien analysointi DMA 242 E Artemis -laitteella antaa tietoa lämpötilasta riippuvista viskoelastisista ominaisuuksista, kuten jäykkyydestä ja vaimennuskäyttäytymisestä.
Lue lisää muoviosien vikaantumisanalyysistä dynaamis-mekaanisen analyysin avulla:
16. maaliskuuta järjestettävään webinaariin!
Jeffrey Jansen on vikaantumisanalyysin asiantuntija, ja hän kertoo tässä tohtori Natalie Rudolphin haastattelussa työstään. Hän vastaa kysymyksiin yleisimmistä vikaantumisista, siitä, miten yksi tärkeimmistä syistä on viruminen ja miten sitä voidaan analysoida dynaamis-mekaanisen analyysin avulla.
Sessio 1: 10-11 AM CET / 17 PM CST
Istunto 2: 16-17 PM CET / 11 AM EDT
