BMW AA 0256 Измерение толщины и веса демпфирующих материалов

Стандарт «BMW AA 0256 Измерение толщины и плотности демпфирующих материалов», разработанный многонациональным автопроизводителем BMW, описывает метод испытаний для измерения толщины и плотности (или базового веса) материалов, в частности, демпфирующих/изоляционных слоев и аналогичных компонентов. Этот стандарт используется для плоских материалов, таких как демпфирующие пленки, самоклеящиеся демпфирующие прокладки, покрытия днища и акустические войлочные/матовые материалы.

Демпфирующие материалы должны соответствовать жестким допускам:

• Из-за очень тонкого профиля демпфирование недостаточное (низкий коэффициент потерь) оказывается неэффективным.
• Слишком большая толщина означает дополнительный вес, проблемы со сборкой или чрезмерные затраты на установку.
• Различия в весе приводят к непостоянным акустическим характеристикам при производстве автомобилей.

Поставщики BMW должны продемонстрировать соответствие стандарту BMW AA 0256 для сертификации комплектующих, особенно для моделей, где шум, вибрация и жесткость являются критически важными из-за более тихих электрических силовых установок.

В автомобильной промышленности демпфирующие материалы (также называемые виброгасящими матами, звукоизоляционными материалами или акустическими поглотителями), обычно используемые в кузовных панелях, полах, дверях и потолках для снижения структурного шума и вибраций (шум, вибрация, жесткость, NVH), как правило, представляют собой битумные (на основе асфальта), бутилкаучуковые или вязкоупругие слои.

Существуют две фундаментальные физические характеристики, которые напрямую влияют на их производительность, особенности применения и контроль качества:

• Толщина (в мм или мкм): влияет на эффективность демпфирования, совместимость и вклад в вес.
• Граммаж (вес на единицу площади в г/м²): указывает плотность материала и количество, нанесенное на единицу площади, что имеет решающее значение для обеспечения стабильных акустических характеристик и контроля затрат.

Эти параметры измеряются в рамках входного контроля материалов, квалификации поставщиков и обеспечения качества продукции.

Измерение толщины мягких, сжимаемых демпфирующих материалов выполняется с использованием контролируемых, воспроизводимых методов, чтобы избежать ошибок, вызванных давлением или деформацией. К распространенным методам относятся (соответствующие стандартам производителей оригинального автомобильного оборудования, таким как стандарт BMW AA 0256):

• Контактный метод (наиболее распространенный для контроля качества): используется прецизионный толщиномер или микрометр с заданным давлением прижима (например, 20-50 кПа, обычно в соответствии со стандартом ISO 534 или стандартом DIN EN ISO 9073-2, адаптированным для автомобильной промышленности). Для минимизации локального сжатия прикладывается плоская круглая опора (например, площадью 10-50 см²). По образцу производится несколько измерений (не менее 5-10 точек), результаты усредняются.

Для самоклеящихся демпфирующих матов: общая толщина измеряется с учетом или после клеевого/разделительного слоя, если таковой указан.

• Бесконтактный метод (для точных измерений или производственной линии): используются лазерная триангуляция, конфокальные датчики или ультразвуковые толщиномеры. Этот метод предотвращает деформации, вызванные сжатием, и полезен для вспененных или неровных демпфирующих слоев.
• Типичный допуск: плюс-минус 0,1-0,3 мм в зависимости от номинальной толщины (обычный диапазон для демпфирующих пластин корпуса: 1,0-3,5 мм).

Измерение в граммах (масса на единицу площади) — простой процесс, требующий точного отбора проб:

• Резка по заданной площади: для вырезания образцов с известной площадью (например, 100 см² или 0,01 м²) используется острый вырубной инструмент или прецизионный шаблон.
• Взвешивание: Взвешивание производится на калиброванных аналитических весах (разрешение 0,001 г или лучше).
• Расчет: Вес = Масса (г) / Площадь (м²), результат выражается в г/м².
• Подготовка образцов: Как правило, перед измерением образцы выдерживают в течение 24 часов при температуре 23 градуса Цельсия и относительной влажности 50 процентов (в соответствии со стандартом ISO 291).

Типичные значения для автомобильных демпфирующих материалов следующие:

• Битумные маты: 1500-5000 г/м² (тяжелые демпфирующие плиты).
• Легкие амортизаторы на основе бутила: 800-2500 г/м².
• Тонкие демпфирующие пленки с ограниченным количеством слоев: 300-1200 г/м².

Основные причины, по которым этот стандарт считается важным:

• Непосредственное влияние на показатели NVH (шум, вибрация, жесткость): Автомобильные демпфирующие материалы работают за счет преобразования энергии вибрации в тепло (через коэффициент вязкоупругих потерь) и за счет добавления массовой нагрузки для изменения резонансных частот листовых металлических панелей.

Толщина определяет способность вязкоупругого слоя к сдвигу и рассеиванию энергии. Слишком тонкий слой означает плохое демпфирование, слишком толстый — чрезмерное демпфирование, дополнительный вес или плохую совместимость.

Вес напрямую определяет массу на единицу площади. Закон массы в звукопередающих потерях имеет решающее значение для достижения целевой эффективности демпфирования (коэффициент потерь обычно достигает пика при определенных сочетаниях толщины и массы).

Даже небольшие колебания (плюс-минус 10-15 процентов) могут вызывать заметные различия в шумоизоляции салона, особенно в автомобилях премиум-класса, где покупатели ожидают высочайшего уровня комфорта. В электромобилях, где отсутствует шум двигателя, шум, связанный с дорогой и шинами, становится еще более ощутимым.

• Глобальная цепочка поставок и стабильность производства: BMW закупает демпфирующие материалы у множества поставщиков первого и второго эшелона по всему миру. В отсутствие единого обязательного метода измерения разные лаборатории/поставщики могут использовать различное давление, размеры образцов, время выдержки или приборы, что приводит к несопоставимым результатам и спорам. Стандартизированная процедура обеспечивает прямое сравнение в ходе оценки квалификации поставщиков, входного контроля материалов и производственных аудитов.
• Контроль веса и стоимости (массовая эффективность): В современных автомобилях каждый грамм имеет значение с точки зрения выбросов углекислого газа/расхода топлива, запаса хода (электромобили) и удобства использования. Избыточное нанесение (большая плотность/толщина) добавляет лишний вес, что приводит к увеличению расхода топлива/энергии и ухудшению показателей выбросов углекислого газа. Недостаточное нанесение, с другой стороны, не позволяет достичь целевых показателей NVH (шум, вибрация и жесткость), что приводит к неудовлетворенности клиентов.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентной и опытной командой, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию в соответствии со стандартом BMW AA 0256.