GMW 14093 Détermination de la résistance aux chocs des composants en plastique

GMW 14093 Détermination de la résistance aux chocs des composants en plastique

Développée par General Motors Worldwide (GMW), la norme « GMW 14093 Résistance aux chocs des composants en plastique » est une norme d'ingénierie utilisée pour évaluer la capacité des composants en plastique à résister aux forces d'impact dans des conditions spécifiques.

GMW 14093 Détermination de la résistance aux chocs des composants en plastique

Cette norme est conçue pour les composants en plastique susceptibles de subir des contraintes d'impact lors de l'assemblage, du fonctionnement, de l'entretien ou de l'utilisation quotidienne d'un véhicule. Son objectif principal est de déterminer si un composant en plastique peut absorber une quantité donnée d'énergie d'impact sans fissuration, fracture ou autre dommage inacceptable.

Les composants en plastique des automobiles peuvent être soumis à des forces mécaniques soudaines. Par exemple, les chocs causés par des outils, des bagages, des objets transportés dans le véhicule, les opérations d'assemblage ou un contact accidentel avec les passagers.

Un matériau plastique peut présenter une résistance à la traction ou à la flexion suffisante, tout en ayant une faible résistance aux chocs. Par conséquent, la résistance aux chocs constitue un aspect essentiel des performances des matériaux et des composants.

La norme GMW 14093 définit une procédure contrôlée pour déterminer la résistance aux chocs. Son principe consiste à appliquer une énergie d'impact définie à une éprouvette ou un composant et à évaluer sa réponse. Cette norme s'applique aux composants en plastique susceptibles d'être soumis à des contraintes d'impact.

La résistance aux chocs décrit la capacité d'un matériau ou d'un composant à supporter une charge mécanique appliquée rapidement sans rupture catastrophique. Lors d'un impact, le composant doit absorber l'énergie en un laps de temps très court. Selon la formulation du plastique, la température, la géométrie, l'épaisseur, les conditions de vieillissement et le procédé de fabrication, le composant peut :

  • Il absorbe le choc et reste intact.
  • Il se déforme sans se fissurer.
  • Une fissure se forme.
  • Il se casse partiellement.
  • Il se casse complètement.

La norme GMW 14093 est donc particulièrement utile pour identifier les plastiques qui deviennent cassants dans des conditions environnementales ou de température spécifiques.

Cette norme utilise des dispositifs d'essai d'impact dans lesquels une quantité d'énergie définie est appliquée à l'éprouvette. Différentes configurations de dispositifs existent :

  • Essai de chute de bille/masse : dans ce dispositif, une masse d’impact est soulevée à une hauteur précise puis lâchée pour percuter l’éprouvette. Ce type d’essai permet de contrôler l’intensité de l’impact grâce à la masse et à la hauteur de chute.
  • Essai d'impact pendulaire : un marteau pendulaire est lâché d'une position prédéterminée et percute la pièce à tester. Dans un système pendulaire, l'énergie d'impact dépend de la masse, de l'accélération gravitationnelle, de la géométrie du pendule et de son déplacement angulaire.
  • Impact de bille d'acier : Les versions précédentes décrivent également une configuration de bille d'acier où la masse et la hauteur de chute servent à déterminer l'énergie d'impact requise. Le dispositif et les exigences précis doivent toujours être consultés dans la révision pertinente de cette norme et sur le dessin du composant ou la spécification du matériau correspondant.

L'une des principales caractéristiques de la norme GMW 14093 est la possibilité de réaliser des essais d'impact dans différentes conditions environnementales ou de température. Le codage suivant est défini pour les différentes conditions d'essai :

  • Code 1 : Test après vieillissement accéléré spécifié.
  • Code 2 : Testé à environ 23 degrés plus/moins 5 degrés.
  • Code 3 : Conditionnement à environ -30 degrés plus/-3 degrés pendant 4 heures, puis test immédiat.

La température applicable, la durée de conditionnement, le processus de vieillissement et les exigences en matière d'impact peuvent être spécifiés dans le dessin technique ou la fiche technique du matériau. Ceci est particulièrement important car de nombreux thermoplastiques deviennent nettement plus cassants à basse température.

L'énergie d'impact est un paramètre clé des essais. Augmenter la masse de l'impacteur ou la hauteur de chute accroît l'énergie transmise au composant. Cela permet de déterminer l'énergie d'impact minimale requise pour un composant donné.

Une exigence d'ingénierie typique est exprimée conceptuellement comme suit : Résistance aux chocs selon la norme GMW 14093, appareil A, code 3, minimum 5 J. Ce type de définition spécifie l'appareil de test, les conditions environnementales et l'exigence minimale d'énergie d'impact.

Lors de l'évaluation, le composant est examiné afin de déceler d'éventuels dommages consécutifs à un impact. Selon les spécifications du produit, l'évaluation peut comprendre :

  • fissuration
  • rupture
  • rupture
  • Déformation
  • Séparation du composant
  • Dégâts autour de la zone d'impact
  • Autres types de défaillance signalés

Les critères d'acceptation sont généralement déterminés par les spécifications techniques, les matériaux ou les composants pertinents de General Motors, plutôt que uniquement par la méthode d'essai d'impact elle-même.

La norme GMW 14093 est considérée comme importante pour les raisons suivantes :

  • Prévient les ruptures dues à la fragilité des pièces en plastique : une pièce en plastique peut paraître résistante lors des essais mécaniques classiques, mais se rompre brutalement sous l’effet d’un choc. Cette norme permet d’identifier ces points faibles.
  • Évaluation des performances à basse température : les basses températures peuvent réduire considérablement la ténacité de certains polymères. Un composant présentant des performances satisfaisantes à température ambiante peut se fissurer lorsqu’il est exposé au froid. Par conséquent, les essais de conditionnement à basse température constituent un indicateur important de la durabilité en conditions réelles.
  • Il facilite la sélection des matériaux : ce test peut être utilisé pour comparer différents matériaux, tels que :
    • Qualités des polymères
    • Formulations de résine
    • Additifs
    • Remplisseurs
    • Suppléments
    • Colorants
    • Conditions de traitement

Pour les composants soumis à des chocs mécaniques importants, il est possible de sélectionner un matériau présentant une meilleure résistance aux impacts.

  • Conception des composants : La résistance aux chocs dépend non seulement du matériau, mais aussi de la géométrie du composant. Voici quelques facteurs qui peuvent influencer la réaction d’un composant à un impact :
    • épaisseur du mur
    • Côtes
    • coins
    • saillies
    • Transitions abruptes
    • lignes de soudage
    • Points de fixation

Par conséquent, cette norme fournit des informations utiles lors du développement et de la validation des composants.

  • Améliore la durabilité du véhicule : Les pièces en plastique sont omniprésentes dans les véhicules modernes. On les retrouve notamment dans les garnitures intérieures, les éléments du tableau de bord, les consoles, les caches, les supports, les boîtiers et divers composants extérieurs. Une bonne résistance aux chocs contribue à réduire les risques d’endommagement des pièces tout au long de la durée de vie du véhicule.

La norme GMW 14093 fait partie de la gamme plus large d'exigences de General Motors en matière d'essais de matériaux et de composants. Elle remplace également l'ancienne norme « GMI 60267 Détermination de la résistance aux chocs des composants en plastique ».

La norme GMW 14093 peut s'appliquer à de nombreuses applications de plastiques automobiles, notamment :

  • Composants du tableau de bord
  • consoles centrales
  • Garnitures de portes
  • garnitures intérieures
  • Bouchons en plastique
  • Supports
  • les troncs
  • housses de protection
  • composants du compartiment à bagages
  • Composants externes en plastique
  • Autres pièces en plastique soumises à des contraintes d'impact

La faisabilité réelle dépend du dessin du composant, des spécifications du matériau et des exigences d'ingénierie de General Motors.

En conclusion, l'importance de la norme GMW 14093 dépasse la simple détermination de la rupture d'une pièce en plastique. En contrôlant l'énergie d'impact, la température, les conditions de conditionnement et la configuration de l'essai, cette méthode aide les ingénieurs à évaluer l'intégrité des composants en plastique dans des conditions susceptibles de se produire lors de l'utilisation d'un véhicule.

Cette norme est particulièrement précieuse pour identifier les comportements fragiles, évaluer les performances à basse température, comparer les matériaux, faciliter la conception des composants et améliorer la durabilité et la fiabilité des pièces automobiles en plastique.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte de son personnel compétent et expérimenté, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'implémentation et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme GMW 14093.

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