09.02.2023 by Dr. Natalie Rudolph

Otomotiv Termoplastik Parçalarının DMA ile Arıza Analizi

Termoplastik parçalar arızalanabilir. Ancak arızalandıklarında, ilk öncelik arızanın temel nedenini belirlemek ve ortadan kaldırmaktır.

Enjeksiyon kalıplama termoplastik parçalarının arıza analizi, malzeme bilimi, üretim yöntemleri ve analitik enstrümantasyon konularında yüksek düzeyde uzmanlık gerektirir. Çok çeşitli arıza senaryoları vardır. Bunlar yanlış kullanım ve kasıtsız servis koşullarından tasarım hatalarına, kalıplama sorunlarına, strese, aşırı yüke ve kullanım sırasında bozulmaya kadar uzanır.

NETZSCH Termal analiz cihazları arıza analizi için güçlü araçlardır

Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi (DSC) aşağıdaki gibi sorulara cevap verebilir

Termogravimetrik Analiz (TGA) aşağıdaki sorulara yanıt bulmaya yardımcı olur

  • Malzeme doğru miktarda dolgu maddesi, plastikleştirici ve modifiye edici ile doldurulmuş mu?
  • Malzeme servis sıcaklıklarına dayanacak şekilde termal olarak kararlı mı?
  • Malzeme su emdi mi?

Termomekanik Analiz (TMA) aşağıdaki gibi sorulara cevap verebilir

  • Malzeme çalışma sıcaklıklarında boyutlarını değiştiriyor mu?
  • Kalıplanan parçada artık gerilim var mıydı?

Dinamik-Mekanik Analiz (DMA) de bir parçanın arızalanma nedenini bulmada önemli bir rol oynar. DMA kullanımı aşağıdaki gibi sorulara cevap verir

  • Malzeme çalışma sıcaklıklarında gerekli mekanik özelliklere sahip mi?
  • Malzeme beklenenden daha mı hızlı bozunuyor?
  • Malzeme sıvılarla etkileşim nedeniyle mekanik özelliklerini kaybediyor mu?

Bu makalede, DMA aracılığıyla termoplastik parçaların arıza analizine ilişkin daha derin bilgiler sunacağız.

Otomotiv Termoplastik Parçalarında Sık Karşılaşılan Arıza Nedenleri

Enjeksiyon kalıplı termoplastik parçaların arızalanması birçok şekilde ortaya çıkar. Genellikle malzeme selected veya parça ve bileşenlerin üretiminde kullanılan süreç sorunun nedenidir. Hatalı parçalar ortaya çıktığında, uzun vadeli maliyetlerden kaçınmak için üretim sürecinin, malzemenin veya tasarımın yeniden ayarlanabilmesi için arızanın nedenini bulmak önemlidir.

Termoplastiklerde sık görülen bir arızayı inceledik ve Dinamik-Mekanik Analizin arızanın nedenini belirlemeye nasıl yardımcı olabileceğini gösterdik:

Termoplastik Bir Parçanın Stres Altında Kırılması

Polimerlerde gazlar, organik çözücüler, renklendiriciler ve ayrıca nem malzemenin içine veya içinden difüze olabilir. Bununla birlikte, emilen nem polimerlerin özelliklerini değiştirir. Bu aynı zamanda bir polimerin mekanik özelliklerini, örneğin elastik deformasyona karşı direncin bir ölçüsü olan modülü de içerir. Termoplastik bir parçanın StresStres, iyi tanımlanmış bir kesite sahip bir numune üzerine uygulanan kuvvet seviyesi olarak tanımlanır. (Stres = kuvvet/alan). Dairesel veya dikdörtgen kesitli numuneler sıkıştırılabilir veya gerilebilir. Kauçuk gibi elastik malzemeler orijinal uzunluklarının 5 ila 10 katına kadar gerilebilir.stres altında arızalanması, nemin malzemeye alınmasıyla da ilgili olabilir. Nem jeneratörü ile donatılmış bir dinamik mekanik analiz cihazı (DMA), farklı nem seviyelerinde mekanik özelliklerin belirlenmesine yardımcı olabilir.

Şekil 2'de, bir poliamid 6 (PA) numunesi 1 Hz frekansta ve 40°C sıcaklıkta gerilim modunda ölçülmüştür. Bağıl nem zaman içinde kademeli olarak %0'dan %75'e çıkarılmıştır. Malzemenin sertliği (depolama modülü E' ile tanımlanır) bu bağıl nem adımlarında ölçülmüştür. Bağıl nemdeki artışla birlikte malzemenin sertliğinin azaldığı açıkça görülmektedir. 50'lik bağıl nemde depolama modülü yaklaşık %74 oranında azalmıştır.

Şekil 1: PA 6 numunesinin gerilim modunda DMA ölçümü

Bu örnek, bir polimerin bir otomobilde ve farklı iklimlerde kullanım koşulları altında mekanik özelliklerini bilmenin ne kadar önemli olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, bu koşullar altında yeterli performans gösteren otomotiv parçalarının ve bileşenlerinin tasarımında termoplastik malzemelerin kullanılması çok önemlidir. Ayrıca, termoplastik malzemelerin yaygın bir arıza nedenine ilişkin bu örnek, Dinamik-mekanik analizin arıza nedenlerini belirlemeye nasıl yardımcı olabileceğini göstermektedir. Malzemelerin DMA 242 E Artemis ile analiz edilmesi, sertlik ve sönümleme davranışı gibi sıcaklığa bağlı viskoelastik özellikler hakkında bilgi sağlar.

Dinamik-Mekanik Analiz kullanarak plastik parçaların arıza analizi hakkında daha fazla bilgi edinin:

March, 16'daki web seminerimize kaydolun!

Jeffrey Jansen arıza analizi konusunda uzmandır ve bu röportajda Dr. Natalie Rudolph ile çalışmaları hakkında konuşacaktır. En yaygın arızalar, bunların başlıca nedenlerinden birinin sünme olduğu ve Dinamik Mekanik Analiz kullanılarak nasıl analiz edilebileceği hakkındaki soruları yanıtlayacak.

1. Oturum: 10 - 11 AM CET / 5 PM CST

2. Oturum: 16:00 - 17:00 CET / 11:00 EDT

DMA ile ilgili diğer blog yazıları: