BMW GS 97036 Динамичен механичен анализ (DMA) на полимери и лепила

Стандартът „BMW GS 97036 Динамичен механичен анализ (DMA) на полимери и лепила“, разработен от BMW, мултинационален производител на автомобили, описва изискванията и процедурите за изпитване за извършване на динамичен механичен анализ (DMA) или динамичен механичен термичен анализ (DMTA) на полимерни материали, еластомери, пластмаси, лепила и свързани с тях компоненти, използвани в автомобилите на BMW.

Динамичният механичен анализ (ДМА) е широко използвана техника за изпитване на материали, която измерва вискоеластичните свойства на материала, докато той се деформира под периодично (осцилиращо) напрежение. Извършва се чрез прилагане на синусоидална сила (или напрежение) при промяна на температура, честота или време, тестът разкрива следните основни свойства:

• Модул за съхранение: Представлява еластичния (коравинен) компонент.
• Модулът на загуба представлява вискозния (разсейващ енергията) компонент.
• Коефициент на загуба: Съотношението на модула на загуба към модула на съхранение показва поведение на затихване и преходи, като например температура на стъклен преход.

Тези свойства са от решаващо значение за автомобилните приложения, тъй като полимерите в превозните средства трябва да издържат на температурни колебания, вибрации, механични натоварвания и влияния на околната среда, като същевременно запазват своите експлоатационни характеристики (напр. в уплътнения, интериорни облицовки, лепила, амортисьорни елементи, маркучи или крепежни елементи).

Стандартът BMW GS 97036 е тясно свързан с международни норми, като например стандарта „ISO 6721 Пластмаси – Определяне на динамични механични свойства“, разработен от Международната организация по стандартизация (ISO).

Методите за изпитване обикновено включват режими на опън, натиск, срязване, огъване или усукване. Усукването често се споменава в лабораторните описания за квалификационни тестове на BMW. Типични измервани параметри включват:

• Температура на стъкловиден преход
• Криви на модула, зависими от температурата
• Амортизиращо поведение
• Вторични преходи
• Точки на крехкост или омекване

Адекватността на материалите се използва за входяща проверка на стоки, анализ на дефекти и одобряване на полимерни съединения (напр. EPDM гумени уплътнения, интериорни пластмаси, структурни лепила) от доставчиците.

Много независими тестови лаборатории предлагат оторизация или акредитация за извършване на тестове съгласно стандарта BMW GS 97036. Това е част от процеса на BMW за осигуряване на качеството на доставчиците и материалите трябва да отговарят на този стандарт, за да бъдат одобрени за употреба в производствени инструменти.

Информационните листове за материали за съединения като огнеупорен EPDM или други еластомери често посочват съответствие с този стандарт, като цитират стойности като стойности на температурата на стъклен преход около минус 64 градуса за специфични нискотемпературни класове.

Стандартът BMW GS 97036 е необходим, тъй като съвременните превозни средства разчитат в голяма степен на полимерни материали (пластмаси, еластомери/каучуци, лепила, композити, амортисьорни елементи, уплътнения, интериорна облицовка, маркучи, крепежни елементи), които трябва да функционират надеждно при широк спектър от взискателни реални условия.

За разлика от простите статични изпитвания (напр. якост на опън при стайна температура), динамичният механичен анализ (DMA), методът, описан в този стандарт, предоставя важна информация за вискоеластичното поведение като функция на времето, температурата и честотата. Това директно разглежда фундаменталните предизвикателства в автомобилното инженерство и надеждността.

Основните причини за разработването и прилагането на този стандарт са следните:

• Екстремни температурни колебания при работа на превозното средство: Превозните средства претърпяват големи температурни колебания: например, двигателният отсек достига поне 120-150 градуса, долната част на каросерията и ауспухът стават много горещи, а интериорът достига температури от -40 градуса (студен старт през зимата) до +80-90 градуса (кабина, оставена на слънце през лятото). Много полимери претърпяват драматични промени близо до температурата на стъкловиден преход. Под температурата на стъкловиден преход те стават крехки, а над нея стават меки и лепкави. Динамичният механичен анализ (DMA) определя прецизно температурата на стъкловиден преход, вторичните преходи и използваемия температурен диапазон, предотвратявайки неочаквани повреди (напукване на уплътнения през зимата, провисване на вътрешните части при горещо време).
• Вибрации и динамични натоварвания: Двигателите, задвижващите механизми, пътните въздействия и вибрациите на шасито подлагат компонентите на циклично натоварване в широк честотен диапазон. DMA определя следните стойности:
• Модул за съхранение (твърдост при динамични условия)
• Модул на загубите и коефициент на загубите (затихване/разсейване на енергия)

Това е от съществено значение за NVH (шум, вибрации, грубост) характеристики, издръжливостта на виброизолаторите и крепежните елементи, адхезивните връзки при умора на материала и предотвратяването на проблеми с резонанса.

• Дългосрочна издръжливост и стареене: Полимерите се разграждат с времето поради топлина, UV лъчи, озон, химикали (масла, горива, почистващи препарати), влага и механично натоварване. Динамичният механичен анализ (DMA) открива ранни промени в модула или промяна на температурата на стъклен преход след тестове за стареене/излагане на атмосферни влияния, което позволява на BMW да прогнозира експлоатационния живот на автомобила и да предотврати проблеми с гаранцията (напр. течове в уплътненията, тракащи интериори, лепила, които се повреждат след 5-10 години).
• Критични за безопасността и функционални характеристики: Примери за компоненти, тествани по този стандарт, включват:
• Елементи за монтаж на двигателя и елементи за монтаж на трансмисията (трябва да изолират вибрациите, без да се деформират при високи температури).
• Уплътнения за врати / херметични ленти (EPDM, TPE) (остават гъвкави при -40 градуса, за да предотвратят проникване на вода / шум).
• Структурни лепила (запазване на адхезионната якост при температури, свързани с удар, и при динамични натоварвания).
• Вътрешни пластмаси (предотвратяват скърцане, деформация или крехкост).
• Амортисьорни слоеве (напр. в тавани, подове) (ефективно контролират шума при различни температури).

Материал, който изглежда приемлив при статични тестове, може да даде лоши резултати в реални условия, ако неговите вискоеластични свойства са извън допустимите граници.

• Последователност на доставчиците и осигуряване на качество: BMW доставя материали от множество доставчици по целия свят. Този стандарт стандартизира протокола за изпитване (режим, скорост на нагряване, честота, геометрия на пробата и др.), осигурявайки сравними резултати.

Накратко, само статичните механични тестове са недостатъчни за полимерите в автомобилната среда. Динамичният механичен анализ (DMA) предоставя на BMW данните, необходими за избор, квалифициране и контрол на материали, които осигуряват безопасност, комфорт, качество на шум, вибрации и вибрации, издръжливост и нисък гаранционен риск.

В заключение, стандартът BMW GS 97036 е специфична спецификация за изпитване на материали, която помага да се гарантира надеждността и дълготрайността на пластмасовите и гумените компоненти в автомобилите BMW. Този стандарт е важен ориентир за характеризиране на вискоеластичното поведение при реални експлоатационни условия.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние предоставяме и услуги за тестване в съответствие със стандарта BMW GS 97036.