樹脂、ゴムの破損・損傷解析

樹脂・ゴムの不具合の早期解決をお手伝い致します

樹脂、ゴム部品は、様々な原因により損傷、破壊します。
破損の原因を解明することは製品品質の向上や研究開発のスピードアップに不可欠です。

樹脂成形品の不具合原因には、その生産工程と製品としての使用環境条件下での劣化現象に由来ものがあります。

(1)
生産工程での不具合原因;原材料の配合問題ばかりでなく、成形加工時の不具合問題(成形不良、乾燥不足、異物混入等々)も原因となります。
(2)
使用環境下での不具合原因;市場で使用された樹脂成形品は、その使用環境条件下での光・熱酸化劣化、加水分解劣化、薬液劣化等の樹脂材料の化学的反応を伴う劣化現象や、クリ-プ、振動疲労、熱応力等の物理的作用により樹脂材料の物性が低下する現象も原因となります。

不具合原因調査・解析項目

(1)
亀裂外観、断面の形態分析
SEM、CCDによるフラクトグラフィ分析:亀裂発生・破損に至る経過、起点部の発生メカニズムを特定。
(2)
透過X線による非破壊分析:複合材料のウエルドライン、ボイド等の有無。
(3)
樹脂材料のモルフォロジ-分析:ガラス繊維、無機物、ゴム成分等の配向、分散状態等の解析。

成形加工・材料不良事例

①過大な成形条件、樹脂の流動不足が原因

ゲ-ト割れ事例 写真 ゲ-ト割れ事例

②GF/樹脂間密着性不良が原因で強度低下

GF/樹脂間密着性不良が原因で強度低下 写真 破損断面の電子顕微鏡写真

使用環境下での亀裂発生事例

①亀裂断面の形態分析結果から、クリ-プ破壊(延性破壊)が原因

亀裂発生した歯車の亀裂外観と亀裂断面の電子顕微鏡写真 写真 亀裂発生した歯車の亀裂外観と亀裂断面の電子顕微鏡写真

②エステル系油類付着によるソルベントクラック誘起が原因

亀裂外観の電子顕微鏡写真 写真:亀裂外観の電子顕微鏡写真
亀裂断面電顕写真 写真:亀裂断面電顕写真
染みのFT-IR 図:染みのFT-IR

破面から推定される材料破壊の様式

(1)ディンプル模様より延性破壊と推定

ディンプル模様より延性破壊と推定

(2)シェブロン※1模様より脆性破壊と推定

シェブロン※1模様より脆性破壊と推定 ※1 紋章

(3)ストライエーション※2模様より疲労破壊と推定

ストライエーション※2模様より疲労破壊と推定 ※2 応力周期と一致した規則正しい縞模様

フラクトグラフィーによる不具合解決事例

材料変更後の強度低下現象の解析事例をご紹介します(材料:ガラス繊維強化プラスチック)

フラクトグラフィーによる不具合解決事例

ゴム成形部品の不具合原因調査・解析

  • 劣化原因調査のため、新品との比較から、ゴム材料の原料配合組成の変化を調査します。
ゴム材料の原料配合組成の変化の調査 窒素・空気中2段階TG法によるゴム組成の調査事例
  • 亀裂発生の形態分析

①オゾン劣化は伸長方向と垂直方向に亀裂が発生

オゾン劣化による亀裂発生状況 写真 オゾン劣化による亀裂発生状況

①オゾン劣化は伸長方向と垂直方向に亀裂が発生

酸化劣化したゴム部品の亀裂断面の電子顕微鏡写真 写真 酸化劣化したゴム部品の亀裂断面の電子顕微鏡写真

作業の流れ

作業の流れ

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JFEテクノリサーチ株式会社 営業本部