Estudio de caso: muebles de exterior envejecidos

Enunciado del contexto y del problema

Q-Lab trabajó para desarrollar un programa de pruebas exteriores y acelerado correlativo para un fabricante estadounidense de muebles de exterior de alta gama. Los productos de esta empresa se instalan comúnmente en lugares públicos como patios de oficinas compartidos, parques cosmopolitas y centros comerciales al aire libre, como en el ejemplo que se muestra en la Figura 1. La empresa está orgullosa, como muchos empresas, de su nombre y se presenta como una empresa superior. producto en términos de rendimiento y apariencia.

Planteamiento del problema

El fabricante experimentó muchas fallas en el producto cuando se instaló al aire libre, a pesar de que los productos pasaron sus pruebas de laboratorio aceleradas ("falsos positivos"). Afortunadamente, este problema fue detectado por su propia prueba de exposición al aire libre realizada en sus instalaciones de fabricación. Esta es una gran práctica para cualquier programa de pruebas meteorológicas y un Q-Lab la recomienda encarecidamente. Esta fue una excelente prueba de preselección que verificó el resultado de todos los nuevos productos y fórmulas, manteniendo la alta calidad y el rendimiento prometidos.

La prueba de detección al aire libre encontró que la capa transparente de un componente plástico se volvería blanca después de un año de exposición al aire libre. Esto no fue evidente en ninguna de las pruebas aceleradas realizadas en su probador de arco de xenón Q-SUN Xe-3 que ejecuta el ciclo ASTM G155 1. El cliente incluso cambió la prueba a un punto de ajuste de irradiancia de 0, 68 W / m2 a 340 nm, en comparación con 0,35 W / m2 a 340 nm que se especifica, que es mucho más representativo de lo que se denomina “luz del sol del mediodía de verano”. Sin embargo, después de pruebas continuas y modificadas, el Q-SUN aún no pudo reproducir la falla.

Estudiar

Q-Lab realizó una exposición comparativa en los dos probadores Q-SUN y QUV en pequeñas placas de plástico de la fórmula fallida. Las placas se expusieron en el Q-SUN para validar los resultados observados en la prueba del cliente. Se utilizó la prueba QUV para ver si se correlacionaba mejor con los resultados de exposición al aire libre.

La exposición Q-Lab Q-SUN validó los hallazgos del cliente. Después de la exposición en un Q-SUN Xe-3 con una versión modificada de ASTM G155 Ciclo 1, no se observó decoloración del blanco. Sin embargo, el probador QUV que ejecuta ASTM G154 Ciclo 1, que alterna entre los pasos de condensación de 8:00 am UV y 4:00 am, proporcionó una correspondencia casi idéntica con la función de degradación observada al aire libre. Los resultados de la exposición comparativa se muestran en la Figura 2 con una tabla, Figura 4, que resume las pruebas aplicadas.

Una hipótesis de por qué la exposición a la prueba G154 no recreaba las fallas externas se debió a la falta de exposición al agua en el ciclo de prueba. El estándar de xenón es particularmente pobre en agua, con ciclos de rociado de 18 minutos cada 2 horas. Esto está en marcado contraste con la cantidad de humedad proporcionada en la prueba QUV G155. La exposición a la condensación caliente a las 4:00 am es el método más efectivo de suministrar agua para pruebas climáticas aceleradas y el mejor método para recrear las condiciones de humedad observadas en ambientes exteriores.

Conclusión

Después de que se realizó la prueba de comparación y se revisaron los resultados, el cliente compró rápidamente un nuevo probador QUV. Al probar sus fórmulas en un instrumento QUV que ejecuta ASTM G154, el fabricante pudo producir merlán transparente de manera confiable en un tiempo de prueba más corto que en su prueba Q-SUN que ni siquiera produjo ¡fracaso! La pequeña inversión en QUV superó con creces el costo potencial de fallas y pérdida de reputación.

El fabricante continúa utilizando los probadores Q-SUN y QUV, como exhibiciones de prueba complementarias, y señala que "nuestros probadores siempre están llenos". Las pruebas QUV que usaron ahora brindan la capacidad de distinguir entre materiales de alto desempeño y de bajo desempeño, lo cual es una gran ventaja en el control de calidad y desarrollo de productos. Pudieron refinar su fórmula de capa transparente y producir un producto capaz de pasar las pruebas aceleradas, ASTM G154 y ASTM G155, y lo que es más importante, la exposición al exterior, como se muestra en la Figura 3.

Figura 1: Mobiliario de exterior típico

Figura 2: Fórmula de prueba que se desvaneció tanto en la exposición al aire libre como en la QUV, pero no se vio con Q-SUN.

Figura 3: Fórmula alternativa que pasó todas las pruebas.

Figura 4: Protocolo de prueba UV o Xenon