Die von General Motors Worldwide (GMW) entwickelte Norm „GMW 14363 Bestimmung der Eindringsteifigkeit von Schaumstoffbauteilen unter konstanter Kraft“ dient der Bestimmung der Eindringsteifigkeit kleiner elastischer Schaumstoffbauteile, insbesondere solcher, bei denen herkömmliche Verfahren zur Bestimmung der Schaumstoffsteifigkeit aufgrund ihrer Abmessungen oder Geometrie ungeeignet sind. Dieses Verfahren ist besonders wichtig für Schaumstoffbauteile im Automobilbereich, da lokale Steifigkeit, Dämpfungsverhalten und Konsistenz die wahrgenommene Qualität, den Komfort, die Passform und die Bauteilleistung beeinflussen können.
Das Hauptziel der Norm GMW 14363 ist die Bereitstellung eines kontrollierten Verfahrens zur Messung der Eindringsteifigkeit von Schaumstoffbauteilen unter konstanter Krafteinwirkung. Anstatt die herkömmliche Druckspannung zu messen, ermittelt dieses Verfahren, wie tief eine standardisierte Eindringung in den Schaumstoff erfolgt, wenn eine bestimmte Kraft über einen definierten Zeitraum aufrechterhalten wird.
Die Eindruckhärte wird durch die Tiefe in Millimetern definiert, die ein standardisierter Eindruck unter konstanter Krafteinwirkung in den Schaumstoff eindringt. Der Eindruck wird typischerweise 30 Sekunden, 60 Sekunden oder eine andere festgelegte Zeit lang aufrechterhalten, abhängig von den jeweiligen Anforderungen.
Die Eindringsteifigkeit beschreibt den Widerstand einer Schaumstoffoberfläche gegen lokale Verformung, wenn eine Kraft durch eine Eindringung ausgeübt wird:
Dadurch eignet sich der Test besonders gut zur Beurteilung der lokalen Steifigkeit relativ kleiner Schaumstoffpartikel. Beispielsweise können Schaumstoffkomponenten im Automobilbereich eingesetzt werden in:
Die Anwendung einer konstanten Kraft bietet eine kontrollierte Grundlage für den Vergleich des Schaumverhaltens. Schaum ist ein viskoelastisches Material, d. h. seine Verformung kann sich mit der Zeit ändern, selbst wenn die aufgebrachte Last konstant bleibt. Daher kann die Eindringtiefe nicht nur von der Größe der Kraft, sondern auch von der Belastungsdauer abhängen. Die Norm GMW 14363 trägt diesem Umstand Rechnung, indem sie eine kontrollierte Belastungsbedingung und Messzeit festlegt. Dies ist wichtig, da zwei Schaummaterialien anfänglich ähnlich erscheinen können, aber bei kontinuierlicher Belastung unterschiedliches Verformungsverhalten zeigen.
Das allgemeine Prinzip der beschriebenen Methode lässt sich wie folgt zusammenfassen:
Die genauen Abmessungen, Kräfte, Geometrie der Aussparung, Anforderungen an die Konditionierung, das Messverfahren und die Abnahmekriterien des Geräts sind in der Norm GMW 14363 festgelegt.
Ein wichtiger Aspekt der Norm GMW 14363 ist, dass die Ergebnisse stark von der Testkonfiguration abhängen. Die erzielten Ergebnisse sind jedoch möglicherweise nicht direkt vergleichbar, insbesondere in den folgenden Fällen:
Folglich müssen Prüflaboratorien die vorgegebene Testkonfiguration beibehalten, wenn sie Materialien oder Produktionschargen vergleichen.
Diese Methode eignet sich für die Qualitätskontrolle und den Entwicklungsvergleich, sofern Schaumstoffkomponenten hinreichend ähnliche Strukturen aufweisen und unter gleichen Bedingungen geprüft werden. So lassen sich beispielsweise Schaumstoffkomponenten mit ähnlicher Geometrie und Zellstruktur anhand desselben Eindringpunkts, derselben aufgebrachten Kraft, Belastungszeit, Prüforts, Konditionierung und Messprozedur vergleichen. Dies hilft Herstellern festzustellen, ob Änderungen in der Rezeptur, der Dichte, der Verarbeitung oder beim Lieferanten die lokale Steifigkeit der fertigen Komponente beeinflussen.
Die Steifigkeit von Schaumstoffen kann die wahrgenommene und die funktionelle Leistung eines Automobilbauteils erheblich beeinflussen. Zu weicher Schaumstoff kann folgende Folgen haben:
Zu fester Schaumstoff kann Folgendes verursachen:
Daher ist die Eindringsteifigkeit nicht nur ein im Labor ermittelter Wert. Sie kann ein wichtiger Indikator dafür sein, ob ein Schaumstoffbauteil die beabsichtigte Stütz-, Dämpfungs- und Haptikleistung erbringt.
Der GMW-14363-Standard kann in Lieferanten- und Produktionsqualitätskontrollprogramme integriert werden. Prüfungen können helfen, Abweichungen zu identifizieren, die auf Folgendes zurückzuführen sind:
Bei gefertigten Teilen können Tests, die an festgelegten Stellen durchgeführt werden, auch dazu beitragen, lokale Abweichungen innerhalb einer Komponente zu identifizieren.
Die Norm GMW 14363 sollte jedoch nicht als universeller Steifigkeitstest für alle Schaumstoffarten interpretiert werden. Messungen an Bauteilen mit unterschiedlichen Formen, Strukturen, Positionen oder Eindringtiefen sind möglicherweise nicht vergleichbar. Daher ist der Test am aussagekräftigsten, wenn die Testbedingungen standardisiert sind. Es ist außerdem wichtig, die Eindringsteifigkeit von anderen Schaumstoffeigenschaften wie beispielsweise folgenden zu unterscheiden:
Ein Schaumstoff kann eine bestimmte Eindringsteifigkeit aufweisen, während er für diese anderen Eigenschaften deutlich unterschiedliche Werte besitzt.
Die Norm GMW 14363 ist wichtig, da sie eine reproduzierbare Methode zur Charakterisierung der lokalen Steifigkeit kleiner Schaumstoffbauteile im Automobilbereich bietet. Die wichtigsten Vorteile dieser Norm sind:
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Norm GMW 14363 ein spezifisches Prüfverfahren für Automobil-Schaumstoffe zur Bestimmung der Eindringsteifigkeit unter konstanter Kraft darstellt. Das Verfahren ist besonders nützlich bei sehr kleinen Bauteilen oder solchen, deren Geometrie für andere herkömmliche Verfahren zur Bestimmung der Schaumstoffsteifigkeit ungeeignet ist. Durch Messung des Eindringens einer standardisierten Eindringung unter kontrollierter Kraft und Dauer liefert es einen objektiven Hinweis auf die lokale Steifigkeit und das Verformungsverhalten des Schaumstoffs.
Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm GMW 14363 an.
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