بیشتر خریداران بدون ذکر استاندارد خاصی، درخواست “گزارش آزمایش” میکنند. چیزی که برمیگردد، یک فایل PDF با اعدادی است که با هیچ چیز قابل مقایسه نیستند. روشهای آزمایش سیلیکون فقط زمانی معنی دارند که استاندارد، قالب نمونه و شرایط آزمایش همگی در مشخصات نوشته شده باشند - مقدار Shore A بدون ASTM D2240 یا عدد تنظیم فشار بدون زمان و دمای روش B ASTM D395، داده محسوب نمیشوند. این صفحه روشهایی را که ما واقعاً اجرا و بر اساس آنها نقل قول میکنیم، آنچه را که هر یک اندازهگیری میکند و اینکه نتایج در کجا دیگر معتبر نیستند، فهرست میکند.
روشهای آزمایش سیلیکون واقعاً چه چیزی را اندازهگیری میکنند؟
آنها ترکیب عملآوریشده را اندازهگیری میکنند، نه قطعه نهایی را. این تمایز بیش از هر نکته دیگری در این مقاله باعث اختلاف نظر میشود.
نمونههای آزمایشی، صفحات یا دمبلهایی هستند که قالبگیری شده و تحت شرایط کنترلشده، پسپخت میشوند. قطعه شما دارای خطوط جریان، خطوط گره، انتقال دیواره و سابقه پخت متفاوتی در مقاطع ضخیم است. ترکیبی که در یک صفحه ۲ میلیمتری به کشش ۹.۰ مگاپاسکال میرسد، میتواند در یک برآمدگی ۶ میلیمتری در یک دروازه شکست بخورد. آزمایشهای مواد، ترکیب را واجد شرایط میکند؛; آزمونهای سطح قطعه، ابزار و فرآیند را ارزیابی میکنند..
سه دسته تقریباً همه موارد درخواست شده در RFQ سیلیکون را پوشش میدهند:
- فیزیکی / مکانیکیسختی، کشش، ازدیاد طول، پارگی، مانایی فشاری، وزن مخصوص
- عوامل محیطی / پیریپیرسازی حرارتی، شکنندگی در دمای پایین، غوطهوری در سیال، ازن، اشعه ماوراء بنفش
- انطباق / ایمنی تماس: FDA 21 CFR 177.2600، LFGB، ISO 10993، USP کلاس VI، RoHS/REACH
کدام استانداردهای ASTM و ISO خواص فیزیکی را پوشش میدهند؟
این شش مورد تقریباً در هر برگه اطلاعات فنی سیلیکون ظاهر میشوند.
| ویژگی | روش ASTM | معادل ایزو | آنچه گزارش میدهد | شرایط رایج |
|---|---|---|---|---|
| سختی | ASTM D2240 | ایزو ۴۸-۴ | سختیسنج Shore A، قرائت ۱ ثانیه یا ۱۵ ثانیه | دال روی هم چیده شده ۶ میلیمتری، ۲۳ درجه سانتیگراد |
| کشش و ازدیاد طول | ASTM D412 (قالب C) | ایزو ۳۷ (نوع ۱/۲) | مگاپاسکال در نقطه شکست، ازدیاد طول % | کراس هد ۵۰۰ میلیمتر در دقیقه |
| استحکام پارگی | ASTM D624 (قالب B / قالب C) | ایزو ۳۴-۱ | کیلونیوتن بر متر | هندسه قالب باید ذکر شود |
| مجموعه فشرده سازی | روش B ASTM D395 | ایزو ۸۱۵-۱ | تغییر شکل دائمی % | ۲۲ ساعت در دمای ۱۷۵ درجه سانتیگراد، انحراف ۲۵۱TP3T |
| وزن مخصوص | ASTM D792 | ایزو ۲۷۸۱ | گرم بر سانتیمتر مکعب | جابجایی آب |
| بازگشت/انعطافپذیری | ASTM D2632 | ایزو ۴۶۶۲ | % | برگشت عمودی |
دو تله اینجا وجود دارد.
اول،, ASTM D412 و ایزو ۳۷ اعداد قابل تعویض نیستند. هندسه نمونه و طول گیج متفاوت، نتایج متفاوتی ازدیاد طول روی یک ترکیب مشابه ایجاد میکند. اگر بازرسی ورودی شما از استاندارد ISO 37 و TDS تامینکننده از استاندارد D412 استفاده کند، در مورد مادهای که خوب است، بحث خواهید کرد.
دوم،, مقاومت پارگی بدون درج اطلاعات قالب بیمعنی است. قالب B (زاویهدار، دارای شیار) و قالب C (بدون شیار) روی یک سیلیکون، اغلب با اختلاف زیاد، مقادیر متفاوتی میدهند. قالب را در نقشه بنویسید.
مجموعه فشرده سازی عددی است که بیشترین اهمیت را برای آببندها و واشرها, و این همان زمانی است که اغلب در شرایط اشتباه ذکر میشود. ۲۲ ساعت در دمای ۱۷۵ درجه سانتیگراد، زمان کلاسیک است. روش B ASTM D395 شرایط؛ ترکیبی که در دمای ۷۰ درجه سانتیگراد آزمایش شده باشد، به طرز چشمگیری بهتر به نظر میرسد و هیچ چیز در مورد کاربرد در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد به شما نمیگوید. وضعیت پس از پخت نیز آن را تغییر میدهد - ببینید پخت نهایی سیلیکون و صفحه جزئیات ما در آزمایش مجموعه فشرده سازی.
برای پیشزمینهای در مورد معنای این ارزشها در خدمات، به ... مراجعه کنید. خواص مکانیکی سیلیکون و انتخاب سختی ساحلی.
چگونه سختی سیلیکون به درستی آزمایش میشود؟
با یک سختیسنج نوع A به ازای هر ASTM D2240, ، روی نمونهای با ضخامت حداقل ۶ میلیمتر، در دمای ۲۳ ± ۲ درجه سانتیگراد.
خطای رایج میدانی، اندازهگیری سختی روی خود قطعه است. یک صفحه کلید ۲ میلیمتری یا یک دیواره لوله خمیده، سختی را نرم نشان میدهد زیرا پایه سختیسنج، هندسه را تغییر شکل میدهد، نه فقط جنس ماده را. صفحات را روی هم قرار دهید یا یک پلاک قالبگیری شده را آزمایش کنید. همچنین مشخص کنید که آیا این خوانش آنی است یا پس از ۱۵ ثانیه - سیلیکون شل میشود و مقدار ۱۵ ثانیه میتواند ۲ تا ۳ واحد کمتر باشد.
انضباط تحمل: ±5 Shore A برای سیلیکون استاندارد است. هر کسی که قول ±2 را در کل چرخه تولید برای یک قطعه بافتدار یا دیواره نازک میدهد، در حال نقل قول از یک آزمایشگاه است، نه یک کارخانه.
چه آزمایشهای پیری و محیطی را باید مشخص کنید؟
آزمایشهای پیری را زمانی مشخص کنید که قطعه سالها در معرض گرما، روغن، بخار یا فضای باز قرار گرفته باشد - نه زمانی که در کشو قرار دارد.
| تست | استاندارد | هدف | شرایط سیلیکونی معمولی |
|---|---|---|---|
| پیرسازی حرارتی | ASTM D573 / ISO 188 | حفظ خاصیت پس از قرار گرفتن در معرض فر | ۷۰ ساعت در دمای ۲۰۰ یا ۲۲۵ درجه سانتیگراد |
| شکنندگی در دمای پایین | ASTM D2137 / ISO 812 | نقطه شکننده | -55°C تا -70°C برای VMQ |
| مقاومت در برابر سیالات | ASTM D471 / ISO 1817 | تورم حجمی، تغییر سختی | روغن/حلال، ۷۰ ساعت |
| مقاومت در برابر اوزون | ASTM D1149 / ISO 1431-1 | ترک خوردگی سطحی | 50 ppm، 40 درجه سانتیگراد، 72 ساعت |
| هوازدگی / اشعه ماوراء بنفش | ASTM G154 / ISO 4892-2 | تغییر رنگ و سطح | وابسته به چرخه |
| اشتعال پذیری | UL 94 / FMVSS 302 | سرعت سوختن، خودخاموششوندگی | وابسته به پایه تحصیلی |
پیرسازی حرارتی جایی است که سیلیکون در مقایسه با لاستیکهای آلی ارزش خود را نشان میدهد و جایی است که یک ترکیب پس از پخت نامناسب، در معرض دید قرار میگیرد. محصولات جانبی پراکسید باقیمانده و سیلوکسانهای با وزن مولکولی کم باعث کاهش وزن، سخت شدن و بو میشوند. ترکیبی که پس از یک پخت پس از پخت مناسب ۴ ساعته در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد، ۷۰ ساعت در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد دوام میآورد، میتواند در همان آزمایش شکست بخورد، در حالی که پخت پس از پخت برای صرفهجویی در زمان کوره بریده شده است. مطالب مرتبط: مقاومت در برابر پیری سیلیکون، اشعه ماوراء بنفش و هوازدگی.
سیلیکونهای خوراکی و پزشکی چگونه از نظر انطباق آزمایش میشوند؟
با استخراج و آزمایش مهاجرت در برابر یک آییننامهی مشخص - نه با حرف یک تأمینکننده.
FDA 21 CFR 177.2600
این است قانون ایالات متحده برای اقلام لاستیکی در تماس مکرر با مواد غذایی. آزمایش مبتنی بر استخراج است: مادهی عملآوریشده در آب و در n-هگزان رفلاکس میشود و مواد استخراجی وزن میشوند. محدودیتها هم برای استخراج اولیه و هم برای استخراج بعدی اعمال میشود و استخراج دوم، سختتر از این دو است. یک ترکیب فقط به عنوان یک مادهی عملآوریشده و پس از عملآوری مطابقت دارد - صمغ خام به تنهایی این ادعا را ندارد.
LFGB / BfR XV
مسیر آلمانی، و مسیری که اکثر خریداران اتحادیه اروپا درخواست میکنند. این مسیر، آزمایش حسی (انتقال بو و طعم) را با ... ترکیب میکند. الزام محتوای فرار پس از قرار گرفتن در معرض فر در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد اندازهگیری شد. قطعاتی که به خوبی خشک نشدهاند، ابتدا در بررسی مواد فرار رد میشوند و قبل از اینکه در بررسی شیمیایی رد شوند، در بررسی بو رد میشوند. اگر تا به حال محمولهای از ظروف پخت سیلیکونی با بوی مشخص دریافت کردهاید، این همان نقصی است که آزمایش LFGB برای تشخیص آن طراحی شده است.
ISO 10993 و USP کلاس VI
برای محصولات تماس با پوست و بدن. ایزو ۱۰۹۹۳-۵ سمیت سلولی در شرایط آزمایشگاهی (in-vitro)، -10 سوزش و حساسیتزایی و -18 مشخصات شیمیایی مواد قابل استخراج را پوشش میدهد. کلاس VI استاندارد USP یک باتری درونتنی (in-vivo) با قابلیت قبولی/رد است که هنوز هم به طور گسترده در خریدهای پزشکی مورد درخواست است. هر دو به فرمولاسیون دقیق، سیستم پخت و مسیر استریلیزاسیون وابسته هستند - تغییر رنگ یا رنگدانه جدید، گواهی را باطل میکند.
| مورد نیاز | استاندارد | اساس آزمون | چه چیزی آن را باطل میکند؟ |
|---|---|---|---|
| تماس با مواد غذایی ایالات متحده | FDA 21 CFR 177.2600 | مواد استخراجی آب و n-هگزان | تغییر فرمولاسیون یا درمان |
| تماس با مواد غذایی اتحادیه اروپا/آلمان | LFGB، BfR XV | محتوای حسی + فرار | عمل آوری ناکافی پس از اجرا |
| تماس پوست/بدن | ایزو ۱۰۹۹۳-۵ / -۱۰ | سمیت سلولی، تحریک | رنگدانه جدید، استریلیزاسیون جدید |
| میراث پزشکی | کلاس ششم USP | در داخل بدن، قبول/رد | هرگونه جایگزینی مواد |
| محدودیت مواد | RoHS، REACCH SVHC | تجزیه و تحلیل عنصری / شیمیایی | تغییرات رنگدانه و پرکننده |
برای تمایز بین جنبههای مادی پشت این آزمایشها، مراجعه کنید به سیلیکون خوراکی در مقابل سیلیکون پزشکی و سیلیکون درجه مواد غذایی. برای رفتار مهاجرت در قالب برگه، به آزمایشهای مهاجرت و آبشویی مواد.
کدام آزمایشها به جای آزمایشگاه، در محیط تولید انجام میشوند؟
آزمایشهای حالت پخت و ابعادی. آنها رانش را ثبت میکنند، اما آزمایشهای مواد این کار را نمیکنند.
- رئومتر / MDR (ASTM D5289): ts2 و t90 به ازای هر بچ ورودی از آمیزه. این مفیدترین آزمایش ورودی است که ما انجام میدهیم - این آزمایش تغییر آمیزه را قبل از اینکه به یک مشکل قالبگیری تبدیل شود، تشخیص میدهد.
- ویسکوزیته مونی (ASTM D1646) برای آدامس HCR غلظت از دستهای به دسته دیگر.
- وزن مخصوص (ASTM D792) به عنوان یک بررسی سریع بارگذاری پرکننده. SG نامتعادل معمولاً به این معنی است که ترکیب با آخرین محموله یکسان نیست.
- بررسی ابعادی در برابر انقباضشرینک سیلیکونی معمولاً در محدوده ۲ تا ۴۱TP3T است و با توجه به سختیسنجی، بار پرکننده و عملیات پس از پخت تغییر میکند. ابعاد قطعه اول باید پس از عملیات پس از پخت اندازهگیری شود، نه قبل از آن.
- نمونهبرداری سختی در هر شیفت روی یک پلاک قالبگیری شده، نه از روی قطعه.
دلیل اهمیت رئومتری سطح بچ: یک تأمینکنندهی کامپاند میتواند بدون تغییر در برگهی اطلاعات، مقدار پرکننده را تغییر دهد. هیچ چیز در TDS حرکت نمیکند، اما t90 تغییر میکند، قالبساز زمان پخت قدیمی را حفظ میکند و قطعات در بخشهای ضخیم، به صورت نیمهپختشده بیرون میآیند. این مشکل سه هفته بعد به صورت خرابی در مجموعهی فشردهسازی یا شکایت از بو ظاهر میشود - هرگز به عنوان یک نقص قالبگیری در روز اول ظاهر نمیشود. ما چک لیست بازرسی محموله آنچه را که در پایین دست به نظر میرسد، پوشش میدهد.
آزمایش الکتریکی برای عایقبندی و کاربردهای صفحه کلید
| ویژگی | استاندارد | گزارش شده به عنوان |
|---|---|---|
| قدرت دی الکتریک | ASTM D149 / IEC 60243 | کیلوولت/میلیمتر |
| مقاومت ویژه حجمی | ASTM D257 | اهم·سانتیمتر |
| ثابت دیالکتریک / اتلاف | ASTM D150 | بدون بعد / tan δ |
| مقاومت در برابر قوس | ASTM D495 | ثانیهها |
| ردیابی (CTI) | کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۱۱۲ | ولت |
استحکام دیالکتریک وابسته به ضخامت است و با وجود حفرهها یا هوای محبوس شده به شدت کاهش مییابد. روی ... آزمایش کنید ضخامت واقعی که ارسال خواهید کرد, ، نه روی یک صفحه مرجع ۱ میلیمتری. اطلاعات بیشتر در خواص الکتریکی سیلیکون.
ترکیبات پر شده با کربن و نقره، همان روش ASTM D257 را در جهت مخالف اجرا میکنند، جایی که هدف، مقاومت کم است نه مقاومت بالا - ببینید نحوه آزمایش مقاومت سیلیکون رسانا برای مشخص کردن شرایط مقاومت ویژه حجمی و سطحی.
چگونه الزامات تست را در مشخصات خرید بنویسیم
یک خط مشخصات قابل استفاده دارای چهار بخش است: ویژگی، استاندارد، شرط، محدودیت.
- ضعیف: “میزان فشردهسازی باید کم باشد.”
- قابل استفاده: “مقاومت فشاری ≤ 25%، ASTM D395 روش B، 22 ساعت در دمای 175 درجه سانتیگراد، میزان انحراف 25%.”
- ضعیف: “ایمن برای غذا”
- قابل استفاده: “گزارش استخراج FDA 21 CFR 177.2600 در مورد محصول پخت شده و پس از پخت؛ گزارش LFGB شامل ارزیابی حسی.”
توضیحات خط ASTM D2000 همین کار را در یک رشته برای لاستیک صنعتی انجام میدهند و بیشتر گریدهای سیلیکون را میتوان به همین شکل توصیف کرد. اگر تیم مهندسی شما از قبل با D2000 کار میکند، از آن استفاده کنید - این کار ابهامی را که مشخصات متن آزاد ایجاد میکند، از بین میبرد.
سوالات متداول
آیا ASTM D412 همان ISO 37 است؟
خیر. هر دو مقاومت کششی و ازدیاد طول را اندازهگیری میکنند، اما هندسه نمونه و طول گیج متفاوت است، بنابراین نتایج مستقیماً قابل مقایسه نیستند. یک استاندارد را انتخاب کنید و از آن در هر دو طرف معامله استفاده کنید.
آیا به آزمایش FDA و LFGB نیاز دارم؟
فقط برای بازارهایی که به آنها ارسال میکنید. FDA 21 CFR 177.2600 تماس با مواد غذایی در ایالات متحده را پوشش میدهد؛ LFGB مسیر آلمان/اتحادیه اروپا است و آزمایش حسی را اضافه میکند. محصولاتی که در هر دو بازار فروخته میشوند، به هر دو گزارش نیاز دارند.
آیا میتوانید به جای یک تخته، قطعه نهایی را آزمایش کنید؟
برخی آزمایشها، بله - سختی در مقاطع ضخیم، بررسیهای ابعادی و آزمایشهای عملکرد. کشش، پارگی و آزمون فشار نیاز به نمونههای استاندارد دارند، بنابراین این آزمایشها همیشه روی صفحات قالبگیری شده از همان دسته انجام میشوند.
یک بسته کامل آزمایش چقدر طول میکشد؟
خواص فیزیکی معمولاً چند روز طول میکشد. پیرسازی حرارتی در ۷۰ ساعت و کار زیستسازگاری به طور قابل توجهی طولانیتر انجام میشود و مسیرهای ISO 10993 بر حسب هفته اندازهگیری میشوند. قبل از تعیین تاریخ پرتاب، این موارد را در برنامه خود بگنجانید.
آنچه از شما برای ارائه پیشنهاد قیمت آزمایش نیاز داریم
هزینه آزمایش توسط لیست استاندارد تعیین میشود، نه توسط قطعه. قبل از اینکه قیمت را اعلام کنیم، به موارد زیر نیاز داریم: بازار هدف و مقررات آن، محدوده دمای سرویس، نوع تماس (غذا، پوست، ایمپلنت، هیچ کدام) و اینکه آیا گزارشها باید از آزمایشگاه شخص ثالث یا از کنترل کیفیت داخلی تهیه شوند.
جایی که معمولاً متوقف میشود: خریداران درخواست “آزمایش کامل” میکنند و سپس پس از مشاهده هزینه و زمان تحویل، بسته ISO 10993 شخص ثالث را رد میکنند. از قبل تصمیم بگیرید که کدام گزارشها قراردادی و کدامها داخلی هستند - این انتخاب هم قیمت و هم جدول زمانی را تعیین میکند و پس از قطع ابزار، برگشت به عقب دشوار است.
منابع
- ISO 815-1:2019 - تعیین میزان فشردهسازی, ، ایزو
- ASTM D412-16(2021) — لاستیک ولکانیزه و الاستومرهای ترموپلاستیک: کشش, ، ASTM بین المللی
- ISO 48-4:2018 — سختی فرورفتگی به روش سختیسنج (Shore), ، ایزو
- ASTM D2000-18(2024)e1 — سیستم طبقهبندی محصولات لاستیکی در کاربردهای خودرو, ، ASTM بین المللی
- IEC 60112:2020 - شاخصهای ردیابی اثبات و مقایسهای, ، کمیسیون مستقل انتخابات
- UL 94 - قابلیت اشتعال مواد پلاستیکی (آزمایش و صدور گواهینامه پلاستیک), ، راهکارهای UL
