Fiat - Uji Ketahanan Terhadap Siklus Termal

Dikembangkan oleh Fiat Chrysler Automobiles (FCA) (sekarang Stellantis), sebuah perusahaan otomotif Italia-Amerika, uji ketahanan siklus panas adalah uji ketahanan lingkungan yang digunakan dalam industri otomotif untuk mengevaluasi bagaimana material, komponen, dan bagian interior serta eksterior mampu menahan perubahan suhu tinggi dan rendah yang berulang dari waktu ke waktu. Uji ini sering digunakan sebagai referensi dalam spesifikasi material dan komponen Fiat untuk memverifikasi ketahanan termal jangka panjang.

Komponen otomotif mengalami pemuaian dan penyusutan termal terus-menerus sepanjang umur kendaraan. Suatu komponen dapat mengalami:

• Awal musim dingin yang dingin
• Sinar matahari musim panas yang menghangatkan
• Guncangan termal pada sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara (HVAC).
• Suhu ruang mesin
• Siklus parkir dan beban surya yang berulang

Pengujian ketahanan siklus termal menegaskan bahwa siklus termal berulang tidak menyebabkan hal-hal berikut:

• retak
• kemiringan
• Pemisahan lapisan
• Kehilangan daya rekat
• Ketidakstabilan dimensi
• Pemutihan permukaan
• Kerusakan paking
• Kerusakan listrik
• Kekuatan mekanik berkurang

Pengujian ketahanan terhadap siklus termal sangat penting untuk:

panel instrumen

• trim interior
• Komponen yang direkatkan
• Rumah plastik
• Modul elektronik
• Bagian yang dicat
• Bahan komposit
• Area penyebaran airbag
• Sistem pencahayaan luar ruangan

Pada prinsipnya, selama pengujian, sampel terpapar suhu ekstrem yang berubah berulang kali sesuai dengan siklus yang telah ditentukan. Siklus termal tipikal meliputi:

• Paparan suhu rendah
• Masa transisi
• paparan suhu tinggi
• Tahap kontrol kelembapan opsional
• Kembali ke kondisi lingkungan sekitar

Ekspansi dan kontraksi berulang menciptakan tegangan termomekanik di dalam material dan pada antarmuka. Meskipun kondisi pastinya bervariasi tergantung pada spesifikasi komponen, program siklus termal otomotif Fiat yang umum meliputi:

• Suhu rendah: Minus 30 derajat hingga minus 40 derajat
• Suhu tinggi: +80 derajat hingga +120 derajat
• Jumlah siklus: 10-1000
• Waktu tunggu: Antara 30 menit dan 8 jam.
• Tingkat transisi: Terkendali atau alami.
• Kelembapan: Opsional
• Durasi pengujian: Dari beberapa hari hingga beberapa minggu

Berikut adalah contoh yang disederhanakan:

• Langkah pertama: Tahan pada suhu -40 derajat selama 2 jam.
• Langkah kedua: Menaikkan suhu hingga +90 derajat
• Langkah ketiga: Tahan pada suhu +90 derajat selama 2 jam.
• Langkah keempat: Kembalikan ke suhu lingkungan.
• Langkah kelima: Ulangi selama 50 siklus.

Komponen yang biasanya dievaluasi meliputi:

• Komponen internal:
  • Komponen panel instrumen
  • Panel pintu
  • Konsol tengah
  • Sandaran lengan
  • Lubang ventilasi
  • Lapisan dekoratif
• Komponen eksternal:
  • Rumah cermin
  • Rakitan lampu
  • Pembalut wanita
  • pintu gerbang
  • Penutup sensor
• Komponen di bawah kap:
  • Pengencang
  • Isolasi kabel
  • Tangki penyimpanan cairan
  • Unit kontrol elektronik

Modus kegagalan utama yang diteliti adalah sebagai berikut:

• Keretakan: Tekanan termal berulang dapat menyebabkan keretakan pada plastik kaku.
• Pemisahan lapisan: Material berlapis-lapis dapat terpisah karena perbedaan koefisien ekspansi termal.
• Kegagalan perekat: Sambungan yang direkatkan dapat melemah setelah penggunaan berulang.
• Pembengkokan: Deformasi dimensi dapat memengaruhi toleransi perakitan.
• Cacat permukaan: Kemungkinan pengamatan meliputi:
  • terik
  • Perubahan kecerahan
  • Memutihkan
  • Tanda-tanda keruntuhan
• Kerusakan elektronik: Sambungan solder dan rakitan papan sirkuit tercetak (PCB) dapat rusak karena pemuaian siklik.

Kendaraan modern menggabungkan banyak sistem polimer dan multi-material dengan perilaku ekspansi termal yang beragam. Misalnya, perilaku ekspansi termal berdasarkan material adalah sebagai berikut:

• Baja: Ekspansi rendah.
• Plastik ABS: Ekspansi lebih tinggi.
• Polipropilena: Ekspansi sangat tinggi.
• Komposit serat kaca: Ekspansi terarah

Saat direkatkan, siklus termal menciptakan tegangan internal. Jika pengujian verifikasi tidak dilakukan,

• Rongga pada lapisan pelapis dapat terbentuk.
• Jahitan pada robekan airbag dapat melemah.
• Komponen elektronik dapat mengalami kerusakan sebelum waktunya.
• Suara bising dan bunyi klik mungkin terjadi.
• Kedap air mungkin terganggu.

Setelah pengujian, komponen-komponen tersebut diperiksa dari perspektif berikut:

• Cacat penglihatan
• Kinerja fungsional
• Stabilitas dimensi
• Kekuatan adhesi
• Integritas mekanis
• Kontinuitas listrik
• impermeabilitas

Sementara itu, banyak spesifikasi Fiat yang mensyaratkan hal-hal berikut:

• Seharusnya tidak ada retakan yang terlihat.
• Deformasi permanen seharusnya tidak hilang.
• Seharusnya tidak ada gangguan fungsional.

Konsep pengujian siklus panas juga termasuk dalam standar berikut:

• ISO 16750 Kendaraan jalan raya – Kondisi lingkungan dan pengujian untuk peralatan listrik dan elektronik.
• J1455 Rekomendasi praktik lingkungan untuk desain peralatan elektronik pada aplikasi kendaraan berat.
• IEC 60068-2-14 Uji lingkungan - Bagian 2-14: Uji - Uji N: Perubahan suhu
• LV124 Komponen listrik dan elektronik pada kendaraan bermotor hingga 3,5 ton - Persyaratan umum, kondisi pengujian, dan metode pengujian.
• Komponen Kendaraan PV1200 - Uji ketahanan siklus lingkungan (80 derajat / -40 derajat)
• GS 95024 Komponen listrik dan elektronik pada kendaraan bermotor - Persyaratan dan pengujian lingkungan

Ketahanan panas dan ketahanan siklus panas sebenarnya adalah konsep yang berbeda. Pada dasarnya, ketahanan panas mengacu pada hal-hal berikut:

• Suhu tinggi terus-menerus
• Ini mengevaluasi stabilitas termal.
• Paparan statis
• Berfokus pada penuaan

Sebaliknya, ketahanan siklus panas mengacu pada hal-hal berikut:

• Perubahan suhu berulang
• Ini menilai perilaku kelelahan.
• Paparan dinamis
• Berfokus pada ekspansi/kontraksi.

Suatu material dapat menahan panas konstan tetapi tetap dapat gagal akibat kelelahan siklus termal berulang.

Pengujian ketahanan siklus panas dianggap sangat penting karena mensimulasikan penggunaan kendaraan selama bertahun-tahun dalam jangka waktu laboratorium yang singkat. Hal ini membantu produsen dengan cara-cara berikut:

• Memprediksi ketahanan jangka panjang
• Meningkatkan pemilihan material
• Memverifikasi sistem perekat
• Mencegah klaim garansi
• Untuk menjamin keselamatan penumpang.
• Mempertahankan akurasi dimensi
• Meningkatkan keandalan dalam iklim global

Untuk program kualifikasi Fiat, siklus termal dianggap sebagai uji verifikasi ketahanan lingkungan mendasar untuk komponen otomotif interior dan eksterior.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan tim yang kompeten dan berpengalaman, telah memahami kebutuhan klien, menyediakan layanan pengujian canggih yang mereka butuhkan, dan membantu dalam pembentukan, implementasi, dan peningkatan sistem manajemen. Dalam kerangka kerja ini, kami juga menyediakan layanan pengujian ketahanan siklus panas untuk bisnis.