09.02.2023 by Dr. Natalie Rudolph
Analiza defecțiunilor pieselor termoplastice auto prin intermediul DMA
Piesele termoplastice se pot defecta. Cu toate acestea, atunci când se întâmplă acest lucru, prima prioritate este de a Identify cauza principală a defecțiunii și de a o elimina.
Analiza defecțiunilor pieselor termoplastice turnate prin injecție necesită un nivel ridicat de expertiză în știința materialelor, metodele de producție și instrumentația analitică. Există o gamă largă de scenarii de defectare. Acestea variază de la utilizarea necorespunzătoare și condițiile de serviciu involuntare la defecte de proiectare, probleme de turnare, StresTensiunea este definită ca un nivel al forței aplicate pe o probă cu o secțiune transversală bine definită. (Tensiune = forță/zonă). Eșantioanele cu secțiune circulară sau dreptunghiulară pot fi comprimate sau întinse. Materialele elastice, cum ar fi cauciucul, pot fi întinse până la de 5 până la 10 ori lungimea lor inițială.stres, suprasarcină și degradare în timpul utilizării.
NETZSCH Instrumentele de analiză termică sunt instrumente puternice pentru analiza defecțiunilor
Calorimetria diferențială de scanare (DSC) poate răspunde la întrebări precum
- Este materialul contaminat cu un alt material?
- Specificația furnizorului pentru compoziția materialului este corectă pentru produsul meu termoplastic?
- Care este cristalinitatea materialului? Există vreun potențial de Post-cristalizare (cristalizare la rece)Post-cristalizarea materialelor plastice semicristaline are loc în principal la temperaturi ridicate și mobilitate moleculară crescută deasupra tranziției vitroase.post-cristalizare?
Analiza termogravimetrică (TGA) ajută la găsirea răspunsurilor pentru
- Este materialul umplut cu cantitatea potrivită de materiale de umplutură, plastifianți și modificatori?
- Este materialul stabil termic pentru a rezista la temperaturile de serviciu?
- Materialul a absorbit apă?
Analiza termomecanică (TMA) poate răspunde la întrebări precum
- Materialul își modifică dimensiunile la temperaturi de funcționare?
- Au existat tensiuni reziduale în piesa turnată?
Analiza dinamico-mecanică (DMA) joacă, de asemenea, un rol important în găsirea motivului pentru defectarea unei piese. Utilizarea DMA oferă răspunsuri la întrebări precum
- Materialul are proprietățile mecanice necesare la temperaturile de funcționare?
- Materialul se degradează mai repede decât se aștepta?
- Materialul își pierde proprietățile mecanice din cauza interacțiunii cu lichidele?
În acest articol, vom oferi o perspectivă mai profundă asupra analizei defecțiunilor pieselor termoplastice prin intermediul DMA.
Cauze comune de defectare a pieselor termoplastice auto
Eșecul pieselor termoplastice turnate prin injecție îmbracă mai multe forme. Adesea, materialul selectat sau procesul utilizat pentru fabricarea pieselor și componentelor este cauza problemei. Ori de câte ori apar piese defecte, este important să se găsească cauza defecțiunii, astfel încât procesul de producție, materialul sau proiectarea să poată fi reajustate pentru a evita costurile pe termen lung.
Am investigat o defecțiune frecventă a materialelor termoplastice și am arătat cum analiza dinamico-mecanică poate ajuta la determinarea cauzei defecțiunii:
Ruperea unei piese termoplastice sub presiune
În polimeri, gazele, solvenții organici, coloranții și, de asemenea, umiditatea pot difuza în sau prin material. Cu toate acestea, umiditatea absorbită modifică proprietățile polimerilor. Aceasta include, de asemenea, proprietățile mecanice ale unui polimer, de exemplu, modulul, care este o măsură a rezistenței la deformare elastică. De asemenea, defectarea unei piese termoplastice sub presiune poate fi legată de absorbția umidității în material. Un analizor mecanic dinamic (DMA) echipat cu un generator de umiditate poate ajuta la determinarea proprietăților mecanice la diferite niveluri de umiditate.
În figura 2, o probă de poliamidă 6 (PA) a fost măsurată la o frecvență de 1 Hz și la o temperatură de 40°C în modul tensiune. Umiditatea relativă a fost crescută progresiv de la 0% la 75% în timp. Rigiditatea (descrisă prin Elasticitate și modul de elasticitateElasticitatea cauciucului sau elasticitatea entropică descrie rezistența oricărui sistem de cauciuc sau elastomer la o deformare sau tensiune aplicată din exterior. modulul de stocare E') materialului a fost măsurată în aceste etape de umiditate relativă. Este clar vizibil faptul că rigiditatea materialului scade odată cu creșterea umidității relative. La o umiditate relativă de 50%, Elasticitate și modul de elasticitateElasticitatea cauciucului sau elasticitatea entropică descrie rezistența oricărui sistem de cauciuc sau elastomer la o deformare sau tensiune aplicată din exterior. modulul de stocare a scăzut cu aproximativ 74%.
Acest exemplu arată cât de important este să se cunoască proprietățile mecanice ale unui polimer în condițiile de utilizare într-o mașină și în diferite condiții climatice. Prin urmare, este esențial să se utilizeze materiale termoplastice în proiectarea de piese și componente auto care să funcționeze suficient în aceste condiții. În plus, acest exemplu al unei cauze comune de defectare a materialelor termoplastice arată modul în care analiza dinamico-mecanică poate ajuta la determinarea motivelor de defectare. Analiza materialelor cu un DMA 242 E Artemis oferă o perspectivă asupra proprietăților viscoelastice dependente de temperatură, cum ar fi rigiditatea și comportamentul de amortizare.
Aflați mai multe despre analiza defecțiunilor pieselor din plastic utilizând analiza dinamico-mecanică:
Înscrieți-vă la webinarul nostru din 16 martie!
Jeffrey Jansen este un expert în analiza defecțiunilor și va vorbi în acest interviu cu Dr. Natalie Rudolph despre munca sa. El va răspunde la întrebări despre cele mai frecvente defecțiuni, cum una dintre cauzele majore este fluajul și cum poate fi analizat cu ajutorul analizei mecanice dinamice.
Sesiunea 1: 10 - 11 AM CET / 5 PM CST
Sesiunea 2: 4 - 5 PM CET / 11 AM EDT
