SAE J1960 Beschleunigte Belichtung von Fahrzeugaußenmaterialien mit einem wassergekühlten Xenon-Lichtbogengerät mit kontrollierter Strahlung

Der von der American Society of Automotive Engineers (SAE) entwickelte Standard „SAE J1960 Beschleunigte Belichtung von Automobilaußenmaterialien mithilfe eines wassergekühlten Xenonbogengeräts mit kontrolliertem Strahl“, beschreibt die Betriebsverfahren für ein wassergekühltes Xenonbogengerät mit kontrolliertem Strahl, das zur beschleunigten Belichtung verschiedener Automobilaußenmaterialien verwendet wird.

Diese Norm ist auf die im Abschnitt „Geräte“ angegebenen Xenon-Lichtbogenprüfgeräte beschränkt. Alle anderen Xenon-Lichtbogenprüfgeräte müssen den Standard „SAE J2527 Performance-Based Standard for Accelerated Exposure of Automotive Exterior Materials Using a Controlled Irradiation Xenon Arc Apparatus“ verwenden, um die in SAE J1960 festgelegten Prüfbedingungen zu erfüllen. SAE J2527 ist ein Leistungsstandard, der auf den Prüfparametern von SAE J1960 basiert. Die Verwendung eines Xenon-Lichtbogenprüfgeräts zur Durchführung von SAE J2527 muss zwischen den Vertragsparteien vereinbart werden.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Ein Schwarztafelthermometer ist ein Temperaturmessgerät mit einer mit schwarzem Email beschichteten Sensoreinheit, die den Großteil der Strahlungsenergie bei Abriebprüfungen absorbiert. Dieses Gerät ermöglicht die Schätzung der maximalen Temperatur, die eine Probe bei Einwirkung von natürlichem oder künstlichem Licht erreichen kann.
• Die Mittenwellenlänge ist die für Bandpassfilter angegebene Wellenlänge, also die Wellenlänge zwischen den Halbwertspunkten.
• Unter Farbveränderung versteht man im Rahmen von Tests auf Verblassung und Verschleiß jede Art von Farbveränderung (Veränderung des Farbtons, der Sättigung oder der Helligkeit).
• Der Halbleistungsbandpass ist der Bereich zwischen den Wellenlängen, in dem die Durchlässigkeit 50 Prozent des Spitzenwerts beträgt (bei einem schmalen Bandpassfilter sollte sie 20 nm nicht überschreiten).
• Die Bestrahlungsstärke ist der Strahlungsfluss pro Flächeneinheit einer Oberfläche.
• Kontrollierte Bestrahlungsstärke ist die Aufrechterhaltung einer vorgewählten Bestrahlungsstärke über ein festgelegtes Belichtungsintervall durch eine geschlossene Rückkopplungsschleife.
• Die spektrale Bestrahlungsstärke ist die Bestrahlungsstärke pro Wellenlängenbereich.
• Die Gesamtbestrahlungsstärke ist die über alle Wellenlängen einer Lichtquelle auf einer freiliegenden Oberfläche integrierte Bestrahlungsstärke.
• Langbogen-Xenon ist ein Xenon-Lichtbogen, bei dem die Länge des Lichtbogens zwischen den Elektroden größer ist als der Durchmesser der den Lichtbogen umgebenden Hülle.
• Die Spitzenwellenlänge ist die Wellenlänge der Spitzenübertragung.
• Die Strahlungsbelastung ist das Integral der Strahlungsintensität über die Zeit.
• Die spektrale Strahlungsexposition ist das Zeitintegral der spektralen Bestrahlungsstärke.
• Der Referenzkunststoff ist ein transparenter Polystyrol-Kunststoffstandard, der als Testgerät und Kontrolle der Betriebsbedingungen ausgewählt wurde.
• Eine Laborprobe ist ein Materialstück, das repräsentativ für eine Chargenprobe oder ein Originalmaterial entnommen und im Labor als Quelle für Testproben verwendet wird.
• Eine Probe ist ein bestimmter Teil eines Materials oder eine Laborprobe, an der eine Untersuchung durchgeführt oder zu diesem Zweck ausgewählt wird.
• Die spektrale Leistungsverteilung ist die relative Leistung, die von einer Quelle als Funktion der Wellenlänge abgegeben wird.

Der SAE J1960-Standard wird in der Automobilindustrie häufig verwendet, um die Witterungsbeständigkeit von Außenmaterialien wie Kunststoffen, Farben und Beschichtungen unter simulierten Sonnen- und Umweltbedingungen zu bewerten. Ziel des SAE J1960-Tests ist es, eine kontrollierte Labormethode bereitzustellen, die die Auswirkungen längerer Sonneneinstrahlung, Feuchtigkeit und Hitze auf Automobilmaterialien vorhersagt. Während die Bewitterung in der realen Welt Monate oder Jahre dauern kann, reproduziert dieser beschleunigte Test mit Xenon-Bogenlichtquellen diese Bedingungen in deutlich kürzerer Zeit.

Die Hauptmerkmale des in dieser Norm beschriebenen Prüfverfahrens sind:

• Xenon-Bogenlichtquelle: Simuliert das gesamte Spektrum des Sonnenlichts, einschließlich UV-, sichtbarem und Infrarotlicht. Bietet im Vergleich zu anderen künstlichen Lichtquellen eine realistische Darstellung der Sonnenstrahlung.
• Kontrollierte Bestrahlungsstärke: Sorgt für eine konstante Bestrahlungsstärke. Gewährleistet die Wiederholbarkeit der Tests und eine genaue Simulation der natürlichen Sonnenlichtintensität.
• Umgebungsbedingungen: Berücksichtigen Sie Licht- und Feuchtigkeitszyklen (durch Wassersprühnebel oder Feuchtigkeit). Berücksichtigen Sie eine Temperaturregelung, um die typische Erwärmung tagsüber und Abkühlung nachts zu berücksichtigen.
• Prüfdauer und Auswertung: Die Einwirkzeit kann je nach Material und Anwendung variieren und beträgt typischerweise bis zu 2000 Stunden. Die Materialien werden visuell geprüft und auf Verfärbungen, Glanzverlust, Rissbildung, Sprödigkeit und mechanische Beschädigungen getestet.

Der SAE J1960-Standard ist besonders nützlich für:

• Erstausrüster und Zulieferer von Automobilen testen die Haltbarkeit von Beschichtungen, Kunststoffen, Verbundwerkstoffen und Textilien.
• Bewertung externer Komponenten wie:
  • Armaturenbretter, Stoßfänger, Spiegelgehäuse, Zierleisten
  • Autofarben und -lacke
  • Dekorative und funktionelle Kunststoffe
• Unterstützung der Produktentwicklung und Validierung hinsichtlich UV- und Witterungsbeständigkeit.

Der SAE J1960-Standard spielt in der Automobilindustrie eine wichtige Rolle, da er die Haltbarkeit von Außenmaterialien unter beschleunigten Witterungsbedingungen bewertet. Wichtige Gründe für seine Bedeutung sind:

• Beschleunigte Vorhersage der Materiallebensdauer: Dieser Standard ermöglicht es Herstellern, jahrelange Außenbelastung (Sonnenlicht, Feuchtigkeit und Hitze) in einer Laborumgebung innerhalb von Wochen oder Monaten zu simulieren. Dies ermöglicht schnellere Produktentwicklungszyklen und die frühzeitige Erkennung von Materialschwächen. Außerdem verkürzt es die Markteinführungszeit.
• Zuverlässige Simulation von natürlichem Sonnenlicht: Mithilfe einer Xenon-Bogenlichtquelle ahmt der Test das gesamte Spektrum des natürlichen Sonnenlichts nach, einschließlich der UV-Strahlung, die die Hauptursache für Witterungsschäden an Polymeren, Beschichtungen und Farben ist.
• Unterstützt die Qualitäts- und Leistungssicherung: Dieser Standard trägt dazu bei, dass Beschichtungen, Kunststoffe und andere Außenteile die Leistungsanforderungen hinsichtlich Farbstabilität, Glanzerhaltung, Rissbeständigkeit und UV-Beständigkeit erfüllen. Dies ist entscheidend für die Kundenzufriedenheit und die Glaubwürdigkeit der Marke.
• Branchenakzeptanz und Vergleichbarkeit: Dieser Standard wird von Erstausrüstern und Zulieferern weitgehend als Referenzmethode zur Überprüfung der Haltbarkeit im Außenbereich übernommen. Er bietet eine konsistente und wiederholbare Methode zum Vergleich von Materialien verschiedener Hersteller und Regionen.
• Reduziert Garantie- und Wartungsprobleme: Dieser Standard identifiziert Materialien, die zu vorzeitigem Versagen neigen, und trägt dazu bei, Folgendes zu verhindern: kostspielige Garantieansprüche, Oberflächendefekte, die die Ästhetik und Funktionalität des Fahrzeugs beeinträchtigen, sowie Materialverschleiß, der die Sicherheit und Haltbarkeit auf lange Sicht beeinträchtigt.
• Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Viele Branchenspezifikationen erfordern Tests nach SAE J1960 oder dem Nachfolgestandard SAE J2527. Die Einhaltung dieser Normen gewährleistet die Einhaltung interner und externer Leistungsanforderungen.

SAE J1960 ist wichtig, da es eine bewährte, wissenschaftlich fundierte Methode zur Bewertung der Reaktion von Automobilmaterialien auf langfristige Einwirkung von Außenumgebungen bietet.

Unser Unternehmen unterstützt seit Jahren Unternehmen aller Branchen mit einem breiten Spektrum an Test-, Mess-, Analyse- und Evaluierungsaktivitäten. Es verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „SAE J1960 Beschleunigte Belichtung von Fahrzeugaußenmaterialien mithilfe eines wassergekühlten Xenon-Bogengeräts mit kontrollierter Strahlung“ an.