09.02.2023 by Dr. Natalie Rudolph
Autóipari hőre lágyuló alkatrészek hibaelemzése DMA segítségével
A hőre lágyuló alkatrészek meghibásodhatnak. Ha azonban mégis meghibásodnak, az elsődleges prioritás a Identify oldalon a hiba kiváltó okának feltárása és megszüntetése.
A fröccsöntött hőre lágyuló műanyag alkatrészek hibaelemzése magas szintű szakértelmet igényel az anyagtudomány, a gyártási módszerek és az analitikai műszerek terén. A meghibásodási forgatókönyvek széles skálája létezik. Ezek a visszaélésszerű használat és a véletlenszerű üzemi körülmények, a tervezési hibák, az öntési problémák, a StresszA feszültséget egy jól meghatározott keresztmetszetű mintára kifejtett erő szintjeként határozzák meg. (Feszültség = erő/terület). A kör vagy téglalap keresztmetszetű minták összenyomhatók vagy nyújthatók. Az olyan rugalmas anyagok, mint a gumi, eredeti hosszuk 5-10-szeresére is nyújthatók.stressz, a túlterhelés és a használat során bekövetkező degradációig terjednek.
NETZSCH A hőelemző műszerek hatékony eszközök a hibaelemzéshez
A differenciál pásztázó kalorimetria (DSC ) olyan kérdésekre adhat választ, mint például
- Szennyeződött-e az anyag egy másik anyaggal?
- Helyes-e a beszállítói specifikáció az anyagösszetételre vonatkozóan a hőre lágyuló termékem esetében?
- Milyen az anyag kristályossága? Van-e lehetőség utókristályosodásra?
A termogravimetriás analízis (TGA) segít választ találni a következőkre
- Megfelelő mennyiségű töltőanyaggal, lágyítószerrel és módosítókkal van-e töltve az anyag?
- Hőstabil-e az anyag, hogy ellenálljon az üzemi hőmérsékletnek?
- Elnyelte-e az anyag a vizet?
A termomechanikai analízis (TMA) olyan kérdésekre adhat választ, mint például
- Változnak-e az anyag méretei üzemi hőmérsékleten?
- Volt-e maradó feszültség az öntött alkatrészben?
A dinamikai-mechanikai elemzés (DMA ) szintén fontos szerepet játszik az alkatrész meghibásodásának okának felderítésében. A DMA alkalmazásával olyan kérdésekre kaphatunk választ, mint
- Megfelel-e az anyag a szükséges mechanikai tulajdonságoknak üzemi hőmérsékleten?
- Az anyag a vártnál gyorsabban degradálódik?
- Az anyag a folyadékokkal való kölcsönhatás miatt veszít mechanikai tulajdonságaiból?
Ebben a cikkben mélyebb betekintést nyújtunk a hőre lágyuló műanyag alkatrészek DMA segítségével történő hibaelemzésébe.
Az autóipari hőre lágyuló alkatrészek meghibásodásának gyakori okai
A fröccsöntött hőre lágyuló műanyag alkatrészek meghibásodása számos formában jelentkezik. Gyakran a kiválasztott anyag vagy az alkatrészek és alkatrészek gyártásához használt eljárás okozza a problémát. A hibás alkatrészek előfordulása esetén fontos megtalálni a hiba okát, hogy a gyártási folyamatot, az anyagot vagy a tervezést újra lehessen igazítani a hosszú távú költségek elkerülése érdekében.
Megvizsgáltuk a hőre lágyuló műanyagok egyik gyakori meghibásodását, és megmutatjuk, hogyan segíthet a dinamikus-mechanikai elemzés a meghibásodás okának meghatározásában:
.
Egy hőre lágyuló műanyag alkatrész törése feszültség alatt
A polimerekben gázok, szerves oldószerek, színezékek és nedvesség is diffundálhat az anyagba vagy azon keresztül. Az elnyelt nedvesség azonban megváltoztatja a polimerek tulajdonságait. Ide tartoznak a polimer mechanikai tulajdonságai is, pl. a modulus, amely a rugalmas alakváltozással szembeni ellenállást méri. Egy hőre lágyuló műanyag alkatrész meghibásodása feszültség alatt szintén összefüggésbe hozható a nedvesség felvételével az anyagba. Egy páragenerátorral felszerelt dinamikus mechanikai analizátor (DMA) segíthet a mechanikai tulajdonságok meghatározásában különböző nedvességszintek mellett.
A 2. ábrán egy poliamid 6 (PA) mintát mértünk 1 Hz-es frekvencián és 40°C-os hőmérsékleten, húzó üzemmódban. A relatív páratartalmat fokozatosan 0%-ról 75%-ra növelték az idő múlásával. Az anyag merevségét (amelyet az E' tárolási modulus ír le) ezekben a relatív páratartalom lépésekben mértük. Jól látható, hogy az anyag merevsége a relatív páratartalom növekedésével csökken. Az 50%-os relatív páratartalomnál a tárolási modulus körülbelül 74%-kal csökkent.
Ez a példa mutatja, hogy mennyire fontos ismerni a polimer mechanikai tulajdonságait az autóban és a különböző éghajlatokon való használat körülményei között. Ezért lényeges, hogy olyan hőre lágyuló anyagokat használjunk az autóipari alkatrészek és komponensek tervezésénél, amelyek megfelelően teljesítenek ezekben a körülmények között. Továbbá ez a példa a hőre lágyuló anyagok gyakori meghibásodásának okáról megmutatja, hogy a dinamikai-mechanikai elemzés hogyan segíthet a meghibásodás okainak meghatározásában. Az anyagok DMA 242 E Artemis készülékkel történő elemzése betekintést nyújt a hőmérséklettől függő viszkoelasztikus tulajdonságok, például a merevség és a csillapítási viselkedés vizsgálatába.
Tudjon meg többet a műanyag alkatrészek hibaelemzéséről a dinamikus-mechanikai elemzés segítségével:
Regisztráljon a március 16-i webináriumunkra!
Jeffrey Jansen a hibaelemzés szakértője, és ebben a Dr. Natalie Rudolph-fal készített interjúban beszél munkájáról. Válaszolni fog a leggyakoribb meghibásodásokkal kapcsolatos kérdésekre, arra, hogy az egyik fő ok a CreepA kúszás idő- és hőmérsékletfüggő képlékeny alakváltozást ír le állandó erő hatására. Amikor egy gumikeverékre állandó erőt alkalmazunk, az erő alkalmazása következtében kapott kezdeti alakváltozás nem rögzített. A deformáció az idő múlásával növekszik. kúszás, és hogyan lehet ezt a dinamikai-mechanikai analízis segítségével elemezni.
1. ülés: 10-11 óra CET / 17 óra CST
2. ülés: 16-17 óra CET / 11 óra EDT
