L'esposizione a lungo termine delle automobili agli ambienti esterni porta ad un invecchiamento accelerato dei rivestimenti esterni, interni in pelle, e componenti dei sistemi trielettrici a causa degli effetti accoppiati di luce naturale, temperatura e umidità, che influisce direttamente sulla durabilità estetica e sulla sicurezza funzionale del veicolo. Replicando con precisione lo spettro solare, i simulatori solari possono abbreviare il ciclo di test di invecchiamento a pochi mesi o addirittura giorni, rendendola una tecnologia fondamentale nella ricerca sui materiali automobilistici e nel controllo qualità. Questo articolo di Zicrean Measurement and Control Yingfeng analizzerà sistematicamente i principi, standard internazionali del settore, e scenari applicativi tipici dei simulatori solari nei test di invecchiamento automobilistico. L'impatto della luce naturale sui materiali automobilistici Yingfeng Il processo di invecchiamento dei materiali automobilistici sotto la luce naturale dipende dalla natura della luce, intensità della radiazione, e proprietà dei materiali. Radiazione solare, attraverso gli effetti sinergici di fattori come l’illuminamento delle radiazioni, temperatura ambientale, e umidità, innesca la degradazione fotoossidativa e l’invecchiamento termico sulla superficie del materiale, portando al degrado delle prestazioni dei componenti strutturali automobilistici e al declino della stabilità dell'assemblaggio. Le caratteristiche multibanda dello spettro della radiazione solare determinano il suo complesso meccanismo di interazione con i materiali automobilistici, tra cui l'ultravioletto (UV) radiazione, radiazione termica, e la radiazione luminosa visibile sono i principali fattori che influenzano.

Raggi ultravioletti (10 – 400 nm) causare il deterioramento del materiale danneggiando le catene molecolari del polimero: UV-A (400 – 320 nm) porta alla degradazione di specifici materiali ad alto peso molecolare, UV-B (320 – 280 nm) ha un forte effetto degradante sulla maggior parte dei polimeri, mentre UV-C (280 – 200 nm) ha un debole impatto nell'ambiente naturale a causa dell'assorbimento atmosferico. ■ La radiazione termica colpisce i materiali attraverso l'assorbimento e l'accumulo della loro energia termica. In condizioni di temperatura elevata, è incline a provocare fessurazioni da stress termico e una ridotta stabilità dimensionale della plastica, gomma, ecc., accelerando la rottura delle catene polimeriche e le reazioni di ossidazione. ■ La radiazione luminosa visibile agisce principalmente sui componenti attraverso il meccanismo di conversione dell'energia termica. Il suo grado di influenza è strettamente correlato all'intensità della luce, conducibilità termica del materiale, e metodi di trattamento superficiale, ed infine aggrava il processo di invecchiamento dei materiali attraverso l'effetto di accumulo termico.

Il principio dei test di invecchiamento automobilistico utilizzando un simulatore solare

Il simulatore di luce solare riproduce esattamente lo spettro solare (soprattutto la banda dell'ultravioletto), abbinato al controllo della temperatura e dell'umidità e al sistema di spruzzatura, per simulare il processo di invecchiamento dei materiali automobilistici se esposti all'esterno per lungo tempo. I suoi meccanismi principali includono: Reazione fotochimica: Luce ultravioletta (290-400nm) provoca la rottura o la reticolazione delle catene molecolari del materiale, con conseguenti cambiamenti di colore e degrado delle proprietà meccaniche. Effetto termico: L'alta temperatura accelera l'espansione termica e il degrado dei materiali, come la fragilità della plastica e la rottura del rivestimento. Sinergia di calore umido: L'ambiente ad alta umidità favorisce le reazioni di idrolisi, intensificando la corrosione dei metalli e il rigonfiamento di materiali ad alto peso molecolare.

Simulatore di luce solare standard ISO: Yingfeng guidò

ISO 877: Metodo per l'esposizione diretta delle materie plastiche alla radiazione solare concentrata di Fresnel e test di esposizione solare.

ISO 16750-4: Tasso di distorsione dell'immagine delle telecamere montate sui veicoli dopo l'invecchiamento dovuto al calore umido ≤ 0.3%. Simulatore di luce solare standard ASTM:Yingfeng ASTM G 90: Invecchiamento accelerato all'aperto utilizzando la luce solare naturale concentrata. ASTM E 903: Misurazione dell'assorbimento della luce solare e dei tassi di riflessione dei materiali utilizzando una sfera integratrice.

La struttura molecolare dei materiali automobilistici cambia sotto l'azione della luce ultravioletta

1. Materiali esterni: Per paraurti e rivestimenti di veicoli, la ritenzione del colore e l'adesione sono state valutate mediante test di invecchiamento con lampada allo xeno, e dovevano soddisfare ΔE ≤ 2.0 (ISO105-B02). Per le coperture dei vetri e dei fari, l'attenuazione della trasmissione luminosa e l'indice di ingiallimento (FARE) sono stati testati dopo irradiazione ultravioletta. 2. Componenti interni: Per il sedile in pelle, lo schema di controllo della luce AI ha ridotto il periodo di prova da 45 giorni a 72 ore, e l'effetto dell'invecchiamento corrispondeva all'esposizione naturale con un tasso di coincidenza superiore 92%. Per la plastica del cruscotto, la combinazione del ciclo di temperatura e umidità (-40da °C a 80 °C) e i test di vibrazione sono stati utilizzati per verificare la resistenza alla fatica del materiale. 3. Nuovo sistema di propulsione energetica: Pacco batteria: Lo shock da variazione di temperatura da -40°C a 150°C + umidità 95% Il test combinato RH ha garantito il livello di protezione IP69K. Modulo di controllo elettronico: Dopo invecchiamento con calore umido a 85°C/85% RH, doveva superare l'ISO 26262 certificazione di sicurezza funzionale. La tecnologia di test di invecchiamento automobilistico del simulatore solare simula l'ambiente naturale per accelerare il deterioramento dei materiali, fornire metodi di verifica della qualità scientifici ed efficienti per i produttori automobilistici. Con le innovazioni nelle sorgenti luminose a LED, Algoritmi di intelligenza artificiale, e tecnologie di accoppiamento multifattoriale, l'accuratezza e l'efficienza del test sono notevolmente migliorate, mentre i costi e il consumo energetico sono stati notevolmente ridotti. In futuro, la tecnologia del simulatore solare si svilupperà ulteriormente verso la digitalizzazione e l’intelligenza, supportando ulteriormente l’innovazione dei materiali e il miglioramento dell’affidabilità nel settore automobilistico.