碳纖維和玻璃纖維增強(qiáng)塑料在眾多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用都是未來發(fā)展的趨勢。例如在“綠色”節(jié)能運(yùn)輸領(lǐng)域，當(dāng)涉及到降低燃料消耗且明顯減重要求時，車身和車廂的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)就發(fā)揮著極為重要的作用。設(shè)計(jì)師需要的是極為先進(jìn)的材料，它不僅要重量輕，同時要具備高穩(wěn)定性、耐久性和耐候性以應(yīng)對環(huán)境的影響。 然而研發(fā)人員如何相信材料能百分百地符合他們的設(shè)想？“只能通過制造商的完美的質(zhì)量控制來證明。” Gerd Puchta博士說道。他是歐洲區(qū)領(lǐng)先的纖維增強(qiáng)塑料板材和卷材生產(chǎn)商 LAMILUX公司的產(chǎn)品研發(fā)總監(jiān)。不久前，該企業(yè)作為全球第一家 玻璃鋼板材生產(chǎn)商，自愿讓 TÜV 南德意志集團(tuán)認(rèn)證機(jī)構(gòu)對其試驗(yàn)室和檢測設(shè)備進(jìn)行了認(rèn)證并因此應(yīng)對最高的質(zhì)量要求。一共有約 20 個實(shí)驗(yàn)方法和檢測設(shè)備成功通過了評估和檢測。
作為纖維增強(qiáng)塑料生產(chǎn)商，其任務(wù)十分明確，即確保材料的質(zhì)量能滿足汽車工業(yè)的最高要求--以高標(biāo)準(zhǔn)的檢測技術(shù)保證產(chǎn)品的最佳特性，從而確保材料在應(yīng)用中發(fā)揮巨大的作用。Gerd Puichta 博士認(rèn)為：“在生產(chǎn)和研發(fā)纖維增強(qiáng)塑料的所有階段都必須具備嚴(yán)格的質(zhì)量控制手段。”
在對纖維增強(qiáng)塑料所采取的一系列檢測中，極為重要的檢測項(xiàng)目是機(jī)械強(qiáng)度、物理性能和外觀質(zhì)量。其它測試則還涉及材料的穩(wěn)定性、耐久性、抗紫外線、耐候性等。
1、更強(qiáng)的抗擊強(qiáng)度--碰撞測試
纖維增強(qiáng)塑料在各個應(yīng)用領(lǐng)域都必須具備強(qiáng)足夠的抗擊強(qiáng)度以抵抗正面的強(qiáng)作用力。碰撞測試是非常有說服力的檢驗(yàn)方法，因?yàn)樗浅Ｕ鎸?shí)地模擬了材料的負(fù)荷情況——例如模擬撞擊貨車側(cè)壁或由大冰雹撞擊大貨車車頂所產(chǎn)生的破壞力。
目的：碰撞測試能提供關(guān)于材料堅(jiān)固性及其在日常使用中耐久性的數(shù)據(jù)。它尤其能避免在強(qiáng)力作用下出現(xiàn)破裂和凹陷。
方法：通過落球試驗(yàn)檢測碰撞特性。由一個直徑 20 毫米的半圓形鋼球從正面下落至材料的表面。根據(jù)所需的測試負(fù)荷，下落高度可達(dá)一米，鋼球重量可達(dá)兩公斤。
2、材料比較——誰更堅(jiān)固？
夏比沖擊強(qiáng)度測試
與鋁材或鋼板等材料作比較時，通過夏比沖擊強(qiáng)度測試獲得纖維增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。在 LAMILUX公司內(nèi)部，我們按照標(biāo)準(zhǔn) DIN EN ISO 179, DIN 53435 和 DIN EN ISO 180 執(zhí)行該測試。
目的：通過沖擊強(qiáng)度測試可以看到強(qiáng)力作用下的阻力并以此檢查材料的技術(shù)特性。所獲得的數(shù)據(jù)非常有說服力，因?yàn)橥ㄟ^與其它材料的直接比較可以避免材料產(chǎn)生破裂與凹陷。
方法：由一個擺錘撞擊已夾緊的材料。由此會產(chǎn)生對材料的突然應(yīng)力直至損壞。一方面，從該嘗試中可以得知材料的沖擊韌性和脆斷性。另一方面，可以了解所吸收的能量以及能量吸收能力。
3、 極端力作用——直至達(dá)到負(fù)載極限
拉伸和彎曲試驗(yàn)
不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)w維增強(qiáng)材料的負(fù)載性有不同的要求。因此，在開發(fā)輕量化材料時必須嚴(yán)格遵守客戶定制的要求并準(zhǔn)確測試和記錄材料的抗載荷能力。LAMILUX 按照 DIN EN ISO 527 進(jìn)行拉伸試驗(yàn)并根據(jù) DIN EN ISO 142125, EN 2562 和 EN 2746 進(jìn)行 3 點(diǎn)彎曲試驗(yàn)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。
目的：抗拉和抗彎強(qiáng)度測試是用于檢測材料的堅(jiān)固性和耐久性。靜態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)或?qū)Σ煌瑱z測試樣的破壞性試驗(yàn)可以我們構(gòu)建一個完整機(jī)械性能數(shù)據(jù)庫，為材料的選擇及與其他材料如鋁和鋼材的比較提供依據(jù)。在此基礎(chǔ)上可以開發(fā)量身定做的個性化材料解決方案。
方法：在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時要夾緊一個樣品并產(chǎn)生單向的拉應(yīng)力。從所記錄的應(yīng)力曲線-拉伸曲線可以讀取到抗拉強(qiáng)度、彈性模量、斷裂伸長率和橫向延伸系數(shù)。
在進(jìn)行 3 點(diǎn)彎曲試驗(yàn)時將材料彎曲并在邊線上施加一個強(qiáng)的拉伸應(yīng)力和壓應(yīng)力。這里同樣會產(chǎn)生一個應(yīng)力曲線-拉伸曲線并因此可計(jì)算出抗彎強(qiáng)度、彈性模量和斷裂伸長率。
4、恒定不變的硬度——所有再生產(chǎn)材料的質(zhì)量
巴氏硬度試驗(yàn)
生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的板材材料被視作是連續(xù)生產(chǎn)工藝的一大優(yōu)勢。重復(fù)檢查材料表面的硬度是優(yōu)先要做的工作。我們按照 DIN EN ISO 59 通過巴氏硬度試驗(yàn)進(jìn)行檢查。
目的：測試巴氏硬度不僅能體現(xiàn)材料表面的硬度大小，同時能體現(xiàn)出材料是否完全固化。通過該檢查確認(rèn)合適的材料硬度確保表面耐刮性。
方法：巴氏硬度是一定形狀的硬鋼壓針，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用下，壓入試樣表面，用壓針的壓入深度確定材料硬度。
5、 材料耐候性——按照汽車標(biāo)準(zhǔn)模擬
氙光燈測試和模擬日照測試
纖維增強(qiáng)材料的耐候性屬于最重要的一項(xiàng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。持續(xù)優(yōu)化樹脂配方的同時也產(chǎn)生了杰出的成果。尤其是在汽車工業(yè)領(lǐng)域，按照 DIN EN ISO 4892-2 進(jìn)行的氙光測試是耐候性檢查中已被廣泛使用的檢驗(yàn)方法。
日照測試是一種通過特定紫外線光源一次性測試大量樣品耐候性能的快速的檢測方法。用于檢測材料長期抵抗不同氣候和紫外線的能力。
目的：用于模擬纖維增強(qiáng)塑料在恒定重復(fù)的環(huán)境中的老化現(xiàn)象（耐候性、色彩穩(wěn)定性）。氙光燈耐勞度測試是讓檢測樣品材料迅速老化的一種耐候測試。
方法：氙光燈測試檢查的是耐候性。為此要將材料樣品放在一個模擬環(huán)境下經(jīng)受 1000 多個小時的快速風(fēng)化。
模擬日照測試是通過紫外線燈照射材料樣品 250, 500 和 1000 小時，然后從檢測儀中取出并測量色差和材料變化。
6、穩(wěn)定和頂尖的外形——在任何溫度下
動態(tài)的機(jī)械分析 (DMA)
用來檢查不同溫度情況下纖維增強(qiáng)材料穩(wěn)定性的一項(xiàng)最重要的檢測便是動態(tài)的機(jī)械分析 (DMA)。動態(tài)機(jī)械分析是在程序控制溫度下，測量物質(zhì)在振動載荷下的動態(tài)模量或力學(xué)損耗與溫度的關(guān)系。
目的：動態(tài)機(jī)械分析可以用于檢測材料的熱穩(wěn)定性及材料的固化程度。因?yàn)椋憾鄶?shù)應(yīng)用中——例如大篷車、房車、車廂和拖車的車頂與側(cè)壁——在任何溫度情況下都要求高機(jī)械負(fù)載。
方法：使用流變儀作為檢測和測量設(shè)備，通過它可以在 0 至 120 攝氏度的溫度曲線內(nèi)檢查材料特性。
7、高溫、低溫、降雨、霜凍——耐久度測試中的材料耐抗性
自然風(fēng)化和熱-冷交替測試
用于模擬材料在實(shí)際應(yīng)用中所面臨的外界環(huán)境變化，展現(xiàn)自然風(fēng)化和熱-冷溫度變化的情況。該檢測十分有效地檢查了氣候變化條件下纖維增強(qiáng)材料的持久性。
目的：該測試能提供材料在一年四季真實(shí)氣候條件下的表現(xiàn)情況。我們的目的是為了避免氣候環(huán)境的變化對材料的外觀、機(jī)械性能等帶來影響。
方法：進(jìn)行風(fēng)化測試時，將材料樣品在亞利桑那州（世界上太陽能密度最高的一個地區(qū)）和中歐地區(qū)的室外檢測場地。定期通過一個光度計(jì)對樣板進(jìn)行色差測量，以及通過另一個檢測儀獲取表面的光澤度。
熱-冷交替測試是在溫度變化的區(qū)域?yàn)?-40°C 至 +80°C 時檢查材料特性。樣品在一個設(shè)備中長時間經(jīng)受循環(huán)變化的溫度。
關(guān)于 LAMILUX Composites GmbH 公司
LAMILUX Composites GmbH生產(chǎn)纖維增強(qiáng)塑料已有近 60 年的歷史。憑借領(lǐng)先的連續(xù)性生產(chǎn)工藝，以及巨大的產(chǎn)量和豐富的產(chǎn)品系列，這家中小型企業(yè)成為了歐洲領(lǐng)先的生產(chǎn)商。LAMILUX 為汽車、房車、冷藏車、冷庫和冷藏柜、建筑行業(yè)以及其它眾多行業(yè)的客戶提供所需產(chǎn)品。LAMILUX 在 2013 年雇有 640 名員工，營業(yè)額達(dá)到 1.75 億歐元。這家家族管理企業(yè)的總部位于巴伐利亞州的雷奧鎮(zhèn)。
纖維增強(qiáng)塑料扁帶材的生產(chǎn)線
纖維增強(qiáng)塑料卷材
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