09.02.2023 by Dr. Natalie Rudolph
DMA를 이용한 자동차 열가소성 부품의 고장 분석
열가소성 플라스틱 부품은 고장날 수 있습니다. 그러나 고장이 발생하면 우선적으로 Identify 고장의 근본 원인을 파악하고 제거하는 것이 우선입니다.
사출 성형 열가소성 부품의 고장 분석에는 재료 과학, 생산 방법 및 분석 기기에 대한 높은 수준의 전문 지식이 필요합니다. 다양한 고장 시나리오가 존재합니다. 여기에는 오용 및 부주의한 서비스 조건부터 설계 결함, 성형 문제, 스트레스, 과부하 및 사용 중 성능 저하까지 다양합니다.
NETZSCH 열 분석 기기는 고장 분석을 위한 강력한 도구입니다
시차 주사 열량계 (DSC)는 다음과 같은 질문에 답할 수 있습니다
- 재료가 다른 재료로 오염되었는가?
- 내 열가소성 제품에 대한 재료 구성에 대한 공급업체 사양이 올바른가?
- 재료의 결정성은 얼마인가? 사후 결정화 가능성이 있는가?
열 중량 분석 (TGA)은 다음에 대한 답을 찾는 데 도움이 됩니다
- 재료에 적절한 양의 충전제, 가소제 및 개질제가 채워져 있습니까?
- 소재가 서비스 온도를 견딜 수 있도록 열적으로 안정적인가?
- 소재가 물을 흡수하는가?
열역학 분석 (TMA)은 다음과 같은 질문에 답할 수 있습니다
- 작동 온도에서 소재의 치수가 변하는가?
- 성형된 부품에 잔류 응력이 있는가?
동적-기계적 분석 (DMA)은 부품의 고장 원인을 찾는 데도 중요한 역할을 합니다. DMA를 사용하면 다음과 같은 질문에 대한 답을 얻을 수 있습니다
- 재료가 작동 온도에서 필요한 기계적 특성을 가지고 있는가?
- 재료가 예상보다 빨리 열화되는가?
- 액체와의 상호 작용으로 인해 재료가 기계적 특성을 잃는가?
이 글에서는 DMA를 통한 열가소성 부품의 고장 분석에 대한 심층적인 인사이트를 제공합니다.
자동차 열가소성 플라스틱 부품의 일반적인 고장 원인
사출 성형 열가소성 부품의 고장은 다양한 형태로 발생합니다. 종종 부품 및 구성 요소를 제조하는 데 사용되는 재료 또는 공정이 문제의 원인인 경우가 많습니다. 부품에 결함이 발생할 때마다 생산 공정, 재료 또는 설계를 재조정하여 장기적인 비용을 피할 수 있도록 결함의 원인을 찾는 것이 중요합니다.
열가소성 플라스틱의 일반적인 고장 사례를 조사하여 동적-기계적 분석이 고장 원인을 파악하는 데 어떻게 도움이 되는지 보여드립니다:
응력을 받는 열가소성 부품의 파손
폴리머에서는 가스, 유기 용제, 착색제 및 수분이 소재 내부 또는 소재를 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 분석기(DMA)는 다양한 습도 수준에서 기계적 특성을 파악하는 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. 상대 습도 50%에서 저장 탄성계수는 약 74% 감소했습니다.
이 예는 자동차의 사용 조건과 다양한 기후에서 폴리머의 기계적 특성을 파악하는 것이 얼마나 중요한지 보여줍니다. 따라서 이러한 조건에서 충분한 성능을 발휘하는 자동차 부품 및 구성 요소를 설계할 때 열가소성 소재를 사용하는 것이 필수적입니다. 또한 열가소성 소재의 일반적인 고장 원인에 대한 이 예는 동적-기계 분석이 고장 원인을 파악하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 보여줍니다. DMA 242 E Artemis로 재료를 분석하면 강성 및 감쇠 거동과 같은 온도에 따른 점탄성 특성에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
동적-기계 해석을 사용한 플라스틱 부품의 고장 분석에 대해 자세히 알아보세요:
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실패 분석 전문가인Jeffrey Jansen이나탈리 루돌프 박사와의 인터뷰에서 자신의 작업에 대해 이야기합니다. 그는 가장 일반적인 고장, 주요 원인 중 하나인 크리프, 동적 기계 분석을 사용하여 분석하는 방법에 대한 질문에 답할 것입니다.
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