GMW 14695 Bestämning av vidhäftningsstyrka hos filt och liknande material

Standarden ”GMW 14695 Bestämning av vidhäftningsstyrka hos filtar och liknande material”, utvecklad av General Motors Worldwide (GMW), är en testmetod som används för att bestämma vidhäftningsstyrkan hos filtar och liknande fibermaterial. Denna metod är särskilt viktig för fordonsmaterial såsom nonwoven-tyger, fiberfiltar, akustiska material, isoleringsskikt och andra fiberstrukturer som används i fordonsinteriörer och komponenter.

Testet utvärderar hur starkt fibrerna i ett material håller ihop när de utsätts för dragkraft. Detta skiljer sig från att testa vidhäftning mellan två separata material: GMW 14695-standarden utvärderar främst materialets interna integritet eller kohesion.

Det primära syftet med GMW 14695-standarden är att avgöra om en filt eller liknande fibermaterial har tillräcklig inre bindningsstyrka för att motstå de mekaniska påfrestningar som uppstår under tillverkning, montering och fordonsservice. Ett material kan ha ett acceptabelt utseende och tjocklek men fortfarande ha dålig inre kohesion. Om fibrerna separerar för lätt kan materialet leda till följande problem:

• Den kan separeras internt eller delas upp i lager.
• Den kan lossna fibrer under bearbetningen.
• Den kan förlora sin strukturella integritet.
• Svagheter kan uppstå under monteringen.
• Den kan uppvisa oönskade akustiska eller isolerande egenskaper.
• Den kan sluta fungera under transport eller användning.

GMW 14695-standarden tillhandahåller en kontrollerad metod för att mäta detta beteende.

Vidhäftningsstyrka är den kraft som krävs för att bryta ner ett materials inre struktur. Till exempel, i filt är många fibrer mekaniskt sammanflätade och/eller bundna till varandra. När dragkraft appliceras motstår fibrerna separation. Ju högre kraft som krävs för att orsaka inre fel, desto högre är materialets vidhäftningsstyrka.

Denna åtskillnad är viktig av följande skäl:

• Kohesiv styrka: Ett materials inre motstånd.
• Vidhäftningsstyrka: Bindningen mellan två olika material.
• Draghållfasthet: Provets motståndskraft mot dragbrott.
• Skalningsbeständighet: Motståndskraft mot separation genom skalning.

GMW 14695-standarden avser specifikt den kohesiva styrkan hos material som filt.

Denna metod används främst för filt och liknande fibermaterial. Exempel kan vara:

• Isoleringsfilt för bilar
• Nonwoven-fibermaterial
• Polyesterfibernät
• Akustisk isolering
• Material för underlag av mattor
• Golvunderlägg
• Fiberbaserade absorbenter
• Värmeisoleringsmaterial
• Kompositfibermaterial

Laboratorieackrediteringsregister definierar också GMW 14695-standarden för testning av material som polyuretancellplaster, polyestrar, fiberfyllmedel och kompositer.

Grundprincipen är relativt enkel. Ett provexemplar framställs av materialet och fixeras på ett sådant sätt att en dragbelastning kan appliceras på materialets ytor. Provexemplaret dras sedan under kontrollerade förhållanden tills den inre fiberstrukturen brister. Till exempel definieras det att dra två ytor av ett fibernätverk med en hastighet av 25 mm/min och registrera den maximala belastningen vid vilken kohesionen brister. Den maximala kraften som erhålls ger en indikation på materialets kohesiva styrka. Beroende på vilket material som utvärderas bör provexemplarets dimensioner, konditionering, utrustningskonfiguration och rapporteringskrav hämtas direkt från den relevanta kontrollerade kopian av standarden.

Generellt sett följs följande steg i testerna:

• Steg 1 Provberedning: Exakta prover skärs ut från filt eller fibermaterial. Försiktighet måste iakttas för att undvika att skada fiberstrukturen under skärning, eftersom oavsiktlig skada kan resultera i artificiellt låga resultat.
• Steg 2 Konditionering: Prover kan konditioneras under specificerade laboratorieförhållanden före testning. Detta är viktigt eftersom fibermaterial kan påverkas av:
  • temperatur
  • Inte heller
  • fukthalt
  • Materialhistoria
• Steg 3 Montering: Provet monteras på lämplig dragprovningsfixtur. Fixturen måste hålla materialet ordentligt utan att orsaka för tidig brott vid ingreppspunkten.
• Steg 4 Dragbelastning: Testmaskinen applicerar en kontrollerad dragkraft. När provet dras börjar det interna fibernätverket att separeras.
• Steg 5 Brott: Testet fortsätter tills materialets kohesiva struktur brister. Den maximala kraften i samband med kohesiv brott registreras.
• Steg 6 Utvärdering: Resultatet jämförs med relevant materialspecifikation eller tekniska krav.

Generellt sett inkluderar testuppställningen följande:

• Universell dragprovningsmaskin
• Lämpliga hållare eller fixturer
• Provskärningsutrustning
• Mätanordningar
• Konditioneringsutrustning vid behov.
• Datainsamling / programvarusystem

Dragprovningsmaskinen måste kunna tillämpa den angivna belastningshastigheten och noggrant registrera kraften i brottögonblicket.

Det viktigaste resultatet är den kraft som krävs för att orsaka intern vidhäftningsbrott. Emellertid är ett högre numeriskt resultat inte automatiskt bättre för alla tillämpningar. Det erforderliga värdet beror på komponentdesignen och relevant General Motors materialspecifikation.

GMW 14695-standarden är viktig eftersom material i bilfiber kan utsättas för betydande mekaniska belastningar och driftspåfrestningar. Vid fordonstillverkning kan material utsättas för:

• Skärande
• Şekillendirme
• Laminering
• Formning
• kompression
• Sömnad
• Klistra in
• Placering bakom lister

Låg kohesiv styrka kan leda till skador under dessa processer. Under användning kan materialet också utsättas för vibrationer, kompression, temperaturvariationer och upprepad mekanisk belastning. Följaktligen bidrar tillräcklig kohesiv styrka till att materialet förblir stabilt under hela sin avsedda livslängd.

GMW 14695-standarden är särskilt viktig för material som används för kontroll av buller, vibrationer och hårdhet (NVH). Fibermaterial används ofta inom följande områden:

• Isolering av instrumentpanelen
• Golvisolering
• Mattsystem
• Dörrisolering
• Tak-/takplattsystem
• Bagageisolering
• Hjulbasisolering
• Akustiska absorbenter
• Termiska/akustiska barriärer

Om ett fiberbaserat akustiskt material förlorar sin inre integritet kan dess fysikaliska och akustiska egenskaper förändras. Därför kan provning av kohesiv hållfasthet vara en del av ett bredare materialvalideringsprogram.

Kohesionsstyrka och vidhäftningsseparation är särskilt viktiga vid tolkning av testrapporter. När en biltätning lamineras till en plastfilm finns det två olika möjliga fel:

• Vidhäftningsfel: Filten lossnar från plastfilmen.
• Kohesionsbrott: Själva filten rivs sönder eller separeras från insidan.

GMW 14695-standarden behandlar den andra typen av beteende, nämligen den inre kohesionen hos filt eller liknande material. Därför klassificeras denna metod ofta tillsammans med andra mekaniska och vidhäftningsstyrketester inom fordonslaboratoriesammanhang.

Flera faktorer kan påverka mätningar av kohesionsstyrka:

• Fibersammansättning: Polyester, polypropen, ull, återvunna fibrer och blandfibrer kan ha avsevärt olika inre styrkor.
• Fiberorientering: Tillverkningsprocesser kan företrädesvis orientera fibrer, vilket producerar olika hållfasthetsegenskaper i olika riktningar.
• Bindemedelsinnehåll: Vissa nonwoven-tyger använder kemiska eller termiska bindemedel för att öka bindningen mellan fibrerna.
• Densitet: Förändringar i materialdensitet kan påverka antalet och interaktionen mellan fibrer i strukturen.
• Fukt: Fukt kan påverka vissa fibertyper och bindningssystem.
• Tillverkningsprocess: Nålstansning, termisk bindning, hartsbindning och andra processer producerar olika interna strukturer.
• Tjocklek: Tjocklek och materialstruktur kan påverka mätresultatet och dess normalisering.

I många år har vår organisation, med sin kompetenta och erfarna personal, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt dem med att etablera, implementera och förbättra ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med GMW 14695-standarden.