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汽车等行业使用的玻璃钢板的质量相关检测说明

来源:中国玻璃钢网 发布时间:2018/7/1 15:16:55 阅读:次 【字体:

碳纤维和玻璃纤维增强塑料在众多工业领域的应用都是未来发展的趋势。例如在“绿色”节能运输领域,当涉及到降低燃料消耗且明显减重要求时,车身和车厢的轻质结构就发挥着极为重要的作用。设计师需要的是极为先进的材料,它不仅要重量轻,同时要具备高稳定性、耐久性和耐候性以应对环境的影响。

然而研发人员如何相信材料能百分百地符合他们的设想?“只能通过制造商的完美的质量控制来证明。” Gerd Puchta博士说道。他是欧洲区领先的纤维增强塑料板材和卷材生产商 LAMILUX公司的产品研发总监。不久前,该企业作为全球第一家玻璃钢板材生产商,自愿让南德意志集团认证机构对其试验室和检测设备进行了认证并因此应对最高的质量要求。一共有约 20个实验方法和检测设备成功通过了评估和检测。

作为纤维增强塑料生产商,其任务十分明确,即确保材料的质量能满足汽车工业的最高要求--以高标准的检测技术保证产品的最佳特性,从而确保材料在应用中发挥巨大的作用。Gerd Puichta 博士认为:“在生产和研发纤维增强塑料的所有阶段都必须具备严格的质量控制手段。”

在对纤维增强塑料所采取的一系列检测中,极为重要的检测项目是机械强度、物理性能和外观质量。其它测试则还涉及材料的稳定性、耐久性、抗紫外线、耐候性等。

1、更强的抗击强度--碰撞测试

纤维增强塑料在各个应用领域都必须具备强足够的抗击强度以抵抗正面的强作用力。碰撞测试是非常有说服力的检验方法,因为它非常真实地模拟了材料的负荷情况——例如模拟撞击货车侧壁或由大冰雹撞击大货车车顶所产生的破坏力。

目的:碰撞测试能提供关于材料坚固性及其在日常使用中耐久性的数据。它尤其能避免在强力作用下出现破裂和凹陷。

方法:通过落球试验检测碰撞特性。由一个直径 20 毫米的半圆形钢球从正面下落至材料的表面。根据所需的测试负荷,下落高度可达一米,钢球重量可达两公斤。

2、材料比较——谁更坚固?

夏比冲击强度测试

与铝材或钢板等材料作比较时,通过夏比冲击强度测试获得纤维增强塑料的强度数据。在 LAMILUX公司内部,我们按照标准 DIN EN ISO 179, DIN 53435 和 DIN EN ISO 180 执行该测试。

目的:通过冲击强度测试可以看到强力作用下的阻力并以此检查材料的技术特性。所获得的数据非常有说服力,因为通过与其它材料的直接比较可以避免材料产生破裂与凹陷。

方法:由一个摆锤撞击已夹紧的材料。由此会产生对材料的突然应力直至损坏。一方面,从该尝试中可以得知材料的冲击韧性和脆断性。另一方面,可以了解所吸收的能量以及能量吸收能力。

3、 极端力作用——直至达到负载极限

拉伸和弯曲试验

不同的应用领域对纤维增强材料的负载性有不同的要求。因此,在开发轻量化材料时必须严格遵守客户定制的要求并准确测试和记录材料的抗载荷能力。LAMILUX 按照 DIN EN ISO 527 进行拉伸试验并根据 DIN EN ISO 142125, EN 2562 和 EN 2746 进行 3 点弯曲试验获取相关数据。

目的:抗拉和抗弯强度测试是用于检测材料的坚固性和耐久性。静态机械载荷试验或对不同检测试样的破坏性试验可以我们构建一个完整机械性能数据库,为材料的选择及与其他材料如铝和钢材的比较提供依据。在此基础上可以开发量身定做的个性化材料解决方案。

方法:在进行拉伸试验时要夹紧一个样品并产生单向的拉应力。从所记录的应力曲线-拉伸曲线可以读取到抗拉强度、弹性模量、断裂伸长率和横向延伸系数。

在进行 3 点弯曲试验时将材料弯曲并在边线上施加一个强的拉伸应力和压应力。这里同样会产生一个应力曲线-拉伸曲线并因此可计算出抗弯强度、弹性模量和断裂伸长率。

4、恒定不变的硬度——所有再生产材料的质量

巴氏硬度试验

生产质量稳定的板材材料被视作是连续生产工艺的一大优势。重复检查材料表面的硬度是优先要做的工作。我们按照 DIN EN ISO 59 通过巴氏硬度试验进行检查。

目的:测试巴氏硬度不仅能体现材料表面的硬度大小,同时能体现出材料是否完全固化。通过该检查确认合适的材料硬度确保表面耐刮性。

方法:巴氏硬度是一定形状的硬钢压针,在标准弹簧试验力作用下,压入试样表面,用压针的压入深度确定材料硬度。

5、 材料耐候性——按照汽车标准模拟

氙光灯测试和模拟日照测试

纤维增强材料的耐候性属于最重要的一项质量标准。持续优化树脂配方的同时也产生了杰出的成果。尤其是在汽车工业领域,按照 DIN EN ISO 4892-2 进行的氙光测试是耐候性检查中已被广泛使用的检验方法。

日照测试是一种通过特定紫外线光源一次性测试大量样品耐候性能的快速的检测方法。用于检测材料长期抵抗不同气候和紫外线的能力。

目的:用于模拟纤维增强塑料在恒定重复的环境中的老化现象(耐候性、色彩稳定性)。氙光灯耐劳度测试是让检测样品材料迅速老化的一种耐候测试。

方法:氙光灯测试检查的是耐候性。为此要将材料样品放在一个模拟环境下经受 1000 多个小时的快速风化。

模拟日照测试是通过紫外线灯照射材料样品 250, 500 和 1000 小时,然后从检测仪中取出并测量色差和材料变化。

6、稳定和顶尖的外形——在任何温度下

动态的机械分析 (DMA)

用来检查不同温度情况下纤维增强材料稳定性的一项最重要的检测便是动态的机械分析 (DMA)。动态机械分析是在程序控制温度下,测量物质在振动载荷下的动态模量或力学损耗与温度的关系。

目的:动态机械分析可以用于检测材料的热稳定性及材料的固化程度。因为:多数应用中——例如大篷车、房车、车厢和拖车的车顶与侧壁——在任何温度情况下都要求高机械负载。

方法:使用流变仪作为检测和测量设备,通过它可以在 0 至 120 摄氏度的温度曲线内检查材料特性。

7、高温、低温、降雨、霜冻——耐久度测试中的材料耐抗性

自然风化和热-冷交替测试

用于模拟材料在实际应用中所面临的外界环境变化,展现自然风化和热-冷温度变化的情况。该检测十分有效地检查了气候变化条件下纤维增强材料的持久性。

目的:该测试能提供材料在一年四季真实气候条件下的表现情况。我们的目的是为了避免气候环境的变化对材料的外观、机械性能等带来影响。

方法:进行风化测试时,将材料样品在亚利桑那州(世界上太阳能密度最高的一个地区)和中欧地区的室外检测场地。定期通过一个光度计对样板进行色差测量,以及通过另一个检测仪获取表面的光泽度。

冷热交替测试是在温度变化的区域为 -40°C 至 +80°C 时检查材料特性。样品在一个设备中长时间经受循环变化的温度。

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