DIN 53497 Badanie przechowywania w wysokiej temperaturze form wykonanych z materiałów termoplastycznych bez narażenia na zewnętrzne naprężenia mechaniczne

Norma „DIN 53497 Badania tworzyw sztucznych - Badanie składowania w wysokiej temperaturze form z tworzyw termoplastycznych bez narażania na zewnętrzne obciążenia mechaniczne”, wydana przez Niemiecki Instytut Normalizacyjny (DIN), opisuje metodę badania służącą do oceny odporności cieplnej i stabilności wymiarowej formowanych części z tworzyw termoplastycznych w warunkach wysokiej temperatury bez żadnego zewnętrznego obciążenia mechanicznego.

W elementach formowanych termoplastycznie często występują naprężenia wewnętrzne wynikające z procesu formowania wtryskowego (np. z powodu nierównomiernego chłodzenia, orientacji molekularnej lub skurczu). Pod wpływem ciepła podczas użytkowania (np. we wnętrzach samochodów, urządzeniach elektrycznych, artykułach gospodarstwa domowego) naprężenia te mogą ulec relaksacji, co prowadzi do:

• Uderzenie / uszkodzenie
• Kurczenie się
• Zmiany kształtu lub rozmiaru
• Wady powierzchni (zapadnięcia, wybielenia naprężeniowe)

Badanie przechowywania w wysokiej temperaturze symuluje ten typ narażenia na działanie temperatury bez naprężeń (części są luźno umieszczone, bez ściskania lub obciążania), co pozwala na ukazanie długoterminowego zachowania się materiału/formowanej części pod wpływem ciepła i jakości przetwarzania.

Norma ta obejmuje dwie główne procedury:

• Metoda A Stały czas przechowywania, zmienna temperatura: Próbki przechowuje się w wzrastającej temperaturze przez stały okres (zwykle od kilku godzin do kilku dni), aż do momentu wystąpienia widocznych zmian lub osiągnięcia określonego limitu.
• Metoda B: Stała temperatura, zmienny czas przechowywania: Próbki poddaje się działaniu stałej temperatury (wybranej na podstawie przewidywanej temperatury roboczej lub karty charakterystyki materiału), a następnie określa się czas, jaki musi upłynąć do momentu wystąpienia niedopuszczalnych zmian.

W praktyce wiele laboratoriów testowych stosuje uproszczoną wersję ze stałymi poziomami temperatury (np. 90 stopni, 100 stopni, 110 stopni, 120 stopni) przez określony czas (zwykle 24 godziny, 48 godzin lub dłużej), a następnie przeprowadza ocenę.

Podstawowe elementy procedury testowej są na ogół następujące:

• Próbki: Formowane próbki tworzyw termoplastycznych są produkowane zgodnie z określonymi wymiarami i wymaganiami kondycjonowania. Zazwyczaj wykorzystuje się rzeczywiste części formowane (nie znormalizowane paski testowe) lub reprezentatywne przekroje.
• Kondycjonowanie: Części są testowane w stanie takim, jak zostały dostarczone, lub po określonym kondycjonowaniu.
• Przechowywanie: Próbki umieszcza się w piecu z wentylacją w określonej temperaturze (w zależności od materiału i zastosowania). Luźne umieszczenie uzyskuje się w piecu z obiegiem powietrza lub podobnej kontrolowanej komorze grzewczej (bez nacisku na stos, bez utrwalania). Próbki pozostają w piecu przez ustalony czas, który może wynosić od kilku godzin do kilku dni.
• Temperatury: Zwykle mieszczą się w przedziale 80–150 stopni Celsjusza, w zależności od rodzaju tworzywa termoplastycznego (np. PP, ABS, PC, PA, POM).
• Chłodzenie i kondycjonowanie: Po okresie ekspozycji próbki są chłodzone w standardowych warunkach laboratoryjnych.
• Ocena: Po schłodzeniu do temperatury pokojowej próbki bada się pod kątem następujących aspektów:
• Kontrola wizualna (odkształcenia, deformacje, pęknięcia, przebarwienia, zmiana połysku)
• Pomiary wymiarowe/funkcjonalne (uderzenie lub odkształcenie, zmiany wymiarów, możliwe zmiany właściwości mechanicznych)
• Czasami porównanie ze zdjęciami referencyjnymi lub próbkami granicznymi (pęknięcia lub kruchość, wady powierzchni)
• Możliwa jest klasyfikacja (np. zaliczone, drobne zmiany akceptowalne, niezaliczone)

Badania zgodne z normą DIN 53497 są stosowane w wielu gałęziach przemysłu, w których elementy z tworzyw termoplastycznych są poddawane obciążeniom termicznym podczas przechowywania lub użytkowania. Typowe obszary zastosowań tej normy obejmują:

• Przemysł motoryzacyjny: deski rozdzielcze, klipsy, obudowy, części wnętrza, elementy wnętrza i pod maską.
• Elektryka i elektronika: Obudowy elektryczne/elektroniczne, złącza, elementy izolacyjne.
• Produkty konsumenckie: obudowy urządzeń i obudowy plastikowe, sprzęt AGD
• Elementy przemysłowe: Formowane części techniczne, formowane części konstrukcyjne lub funkcjonalne, w których stabilność wymiarowa pod wpływem ciepła ma kluczowe znaczenie.
• Kontrola jakości podczas kwalifikacji materiałów/procesów.
• Rozpatrywanie skarg związanych z porażeniem prądem elektrycznym.

Test ten pomaga inżynierom upewnić się, że materiały nie tracą kształtu ani wytrzymałości pod wpływem długotrwałego działania ciepła.

Norma ta nie ma bezpośredniego odpowiednika międzynarodowego, ale pod względem koncepcyjnym jest podobna do części normy ISO 188 lub różnych specyfikacji producentów oryginalnego wyposażenia samochodowego (np. norm VW PV 1303, BMW AA-005).

Normę tę często stosuje się w połączeniu z innymi badaniami zależnymi od temperatury, takimi jak temperatura mięknienia Vicata, temperatura ugięcia pod obciążeniem i próba ściskania kulką. Te uzupełniające się badania zapewniają szersze zrozumienie właściwości mechanicznych, termicznych i strukturalnych materiałów polimerowych.

W skrócie, norma DIN 53497 zawiera metodę badawczą służącą do oceny zachowania form termoplastycznych poddanych działaniu wysokich temperatur przez dłuższy czas. Metoda ta służy do określenia reakcji elementów termoplastycznych na starzenie cieplne lub przechowywanie w wysokiej temperaturze. Może to wpływać na ich integralność mechaniczną, stabilność wymiarową i ogólną wydajność. Jest to szczególnie ważne w przypadku tworzyw sztucznych stosowanych w środowiskach, w których elementy mogą być narażone na długotrwałe działanie wysokiej temperatury, takich jak wnętrza samochodów, obudowy elektryczne i urządzenia przemysłowe.

Głównym celem normy DIN 53497 jest symulacja długotrwałego narażenia na działanie temperatury i ocena zmian materiałów termoplastycznych w tych warunkach. Test ten pomaga określić:

• Odporność form termoplastycznych na starzenie cieplne.
• Stabilność wymiarowa po długotrwałym narażeniu na działanie ciepła.
• Potencjalne odkształcenie lub wypaczenie
• Zmiany właściwości mechanicznych lub fizycznych

Producenci stosują ten test w celu sprawdzenia, czy formowane części z tworzyw sztucznych zachowują swoją funkcjonalność i integralność strukturalną podczas przechowywania lub użytkowania w wysokich temperaturach.

Tworzywa termoplastyczne mogą mięknąć, odkształcać się lub ulegać degradacji pod wpływem długotrwałego działania ciepła. Norma DIN 53497 określa znormalizowaną metodę oceny tych zagrożeń. Dzięki temu testowi producenci mogą:

• Możemy porównać odporność cieplną różnych materiałów.
• Może weryfikować zgodność produktu ze specyfikacją.
• Potrafi oszacować długoterminową niezawodność.
• Może wspierać kontrolę jakości i dobór materiałów.

Podsumowując, norma DIN 53497 definiuje test starzenia w warunkach przechowywania w wysokiej temperaturze, który ocenia odporność form termoplastycznych na długotrwałe działanie wysokich temperatur. Metoda ta jest szeroko stosowana do kwalifikacji materiałów, rozwoju produktów i kontroli jakości, pomagając producentom zapewnić długoterminową niezawodność elementów termoplastycznych w środowiskach narażonych na wysokie temperatury.

Nasza organizacja, dysponująca kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą DIN 53497.