자동차 열가소성 플라스틱의 일반적인 고장 원인

사출 성형 열가소성 부품의 고장은 다양한 형태로 나타납니다. 종종 선택한 소재나 부품 및 구성 요소의 생산 공정이 문제의 원인인 경우가 많습니다. 결함이 있는 부품이 기계를 떠날 때마다 생산 공정, 재료 또는 설계를 재조정하고 장기적인 비용을 피하려면 고장의 근본적인 원인을 찾는 것이 중요합니다. 대부분의 열가소성 플라스틱 고장은 열 분석 장비로 분석할 수 있습니다. 열가소성 플라스틱의 일반적인 고장 두 가지를 선정하고 열 분석이 고장 원인을 파악하는 데 어떻게 도움이 되는지 보여드립니다.

사례 1:

저온에서 라디오 커버가 파손되는 경우

자동차 대시보드에 장착된 라디오 커버가 알 수 없는 이유로 파손되었습니다. 가공된 재료가 다른 물질에 오염되었거나 잘못된 폴리머 조성을 사용하여 파손된 부품을 생산했을 수 있다고 가정할 수 있습니다. 따라서 첫 번째 단계로 고장 원인을 찾기 위해 NETZSCH DSC 214 Polyma 를 사용하여 측정을 수행했습니다. 이 방법은 비교적 적은 노력으로 재료의 특성에 대한 많은 통찰력을 제공하기 때문에 고장 원인을 처음 평가하는 데 특히 적합합니다. 양호한 부품의 샘플과 불량한 부품의 샘플을 모두 N2 분위기에서 10K/min의 가열 속도로 온도 프로그램에 적용했습니다. 그림 1은 측정 결과를 보여줍니다. 상온에서 두 샘플은 동일한 거동을 보입니다. 유리 전이 온도와 용융 피크는 동일한 온도에서 발생합니다. 그러나 양호한 샘플은 약 -58°C에서 두 번째 유리 전이가 발생하는데, 이는 불량한 샘플에는 없습니다. 양호한 샘플의 두 번째 유리 전이는 더 나은 저온 유연성과 충격 강도를 제공하는 엘라스토머 성분으로 추적할 수 있습니다. 불량 부품의 샘플에는 이 성분이 없기 때문에 라디오 커버는 저온 유연성을 갖지 못해 결과적으로 저온에서 파손되었습니다.

이 예는 열가소성 부품의 고장 분석에 차동 스캐닝 열량계를 사용하는 많은 응용 사례 중 하나입니다.

사례 2:

응력을 받는 열가소성 부품의 파손

폴리머에서는 물질이 집중적으로 전달되는 과정이 발생할 수 있습니다. 가스, 유기 용제, 착색제 및 수분은 폴리머로 또는 폴리머를 통해 확산될 수 있습니다. 그러나 흡수된 수분은 폴리머의 특성을 변화시킵니다. 여기에는 탄성 변형에 대한 저항을 측정하는 탄성률과 같은 폴리머의 기계적 특성도 포함됩니다. 응력을 받는 열가소성 부품의 고장도 재료에 수분이 흡수되는 것과 관련이 있을 수 있습니다. 습도 발생기가 장착된 동적 기계 분석기는 다양한 습도 수준에서 기계적 특성을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그림 2에서는 폴리아미드 6(PA) 샘플을 장력 모드에서 1Hz의 주파수와 40°C의 온도에서 측정했습니다. 상대 습도는 시간에 따라 0%에서 75%까지 단계적으로 증가했습니다. 이러한 상대 습도 단계에서 재료의 강성(저장 탄성계수 E' 로 설명됨)을 측정했습니다. 상대 습도가 증가함에 따라 재료의 강성이 감소하는 것을 명확하게 확인할 수 있습니다. 50% 상대 습도에서는 저장 탄성률이 약 74% 감소했습니다.

이 예는 자동차의 사용 조건과 다양한 기후에서 폴리머의 기계적 특성을 파악하는 것이 얼마나 중요한지 보여줍니다. 따라서 자동차 부품 및 구성품을 제작할 때 이러한 조건을 견딜 수 있는 열가소성 소재를 사용하는 것이 중요합니다. 열가소성 소재의 일반적인 고장 원인에 대한 두 가지 예는 열 분석 기술과 계측기가 고장 원인을 파악하는 데 도움이 될 수 있음을 보여줍니다. dSC 214 ( Polyma )로 측정하면 다양한 질문에 대한 답을 얻을 수 있습니다.여기에서 시차 주사 열량계에 대한 자세한 정보를 확인하세요. DMA 242 E Artemis로 재료를 분석하면 강성 및 감쇠 거동과 같은 온도에 따른 점탄성 특성에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 여기에서 동적 기계 분석에 대해 자세히 알아보세요.