Thử nghiệm vật liệu ô tô: VDA 278, phát thải VOC và chất lượng không khí trong nội thất
Phát thải VOC · Hiện tượng mờ kính · Formaldehyde · Phun muối · Mô phỏng nhiệt và môi trường
Thử nghiệm được công nhận theo ISO/IEC 17025 khi áp dụng | Năng lực theo VDA 278 và ISO 12219 | Chuyên môn về vật liệu ô tô
Các vật liệu được sử dụng trong sản xuất ô tô phải được thử nghiệm từ rất lâu trước khi đến dây chuyền lắp ráp. Mút ghế cần được đánh giá về phát thải VOC trước khi nội thất được phê duyệt. Tấm ốp cửa phải đạt thử nghiệm mờ kính trước khi được OEM chấp thuận theo thông số kỹ thuật. Giá đỡ được phủ lớp bảo vệ phải chịu được thử nghiệm phun muối trước khi sử dụng ở khu vực gầm xe.
Hướng dẫn này trình bày các lĩnh vực thử nghiệm vật liệu chính, những tiêu chuẩn điều chỉnh các phép thử và mối liên hệ của chúng với quy trình đánh giá năng lực nhà cung cấp.
Thử nghiệm vật liệu ô tô bao gồm những gì?
Thử nghiệm vật liệu ô tô bao quát nhiều lĩnh vực, bao gồm:
- Phát thải hóa chất
- Ăn mòn và mô phỏng môi trường
- Kiểm tra các chất thuộc phạm vi quản lý pháp lý
Các vật liệu và linh kiện được thử nghiệm có thể bao gồm:
- Polymer dùng cho chi tiết nội thất
- Chất kết dính
- Mút xốp
- Vật liệu dệt
- Lớp phủ
- Chi tiết liên kết
- Vật liệu dùng trong hệ thống truyền động xe điện (EV)
Yêu cầu thử nghiệm được xác định trong thông số kỹ thuật vật liệu của OEM, thỏa thuận chất lượng với nhà cung cấp hoặc cả hai. Khi công thức vật liệu, nguồn cung cấp hoặc thông số kỹ thuật của OEM thay đổi, doanh nghiệp thường phải thực hiện thử nghiệm lại. Đánh giá năng lực không phải là hoạt động chỉ thực hiện một lần.
Thử nghiệm phát thải VOC theo VDA 278 và ISO 12219
Phát thải hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) từ vật liệu nội thất ô tô chịu các giới hạn nghiêm ngặt do OEM quy định.
Khoang nội thất xe là một không gian kín, nơi phát thải từ nhiều vật liệu có thể tích tụ. Vì vậy, để được phê duyệt đưa vào sản xuất, từng vật liệu cần đáp ứng các giới hạn phát thải đã xác định trước đó.

VDA 278: Phân tích giải hấp nhiệt bằng GC-MS
VDA 278 là tiêu chuẩn chính dùng để phân tích VOC và FOG (hợp chất bán bay hơi) trong các vật liệu phi kim loại của nội thất ô tô. Tiêu chuẩn này được các OEM Đức như BMW, Volkswagen Group, Mercedes-Benz và Audi yêu cầu, đồng thời được áp dụng rộng rãi trong các chuỗi cung ứng Tier-1 toàn cầu.
Phương pháp này gia nhiệt một lượng nhỏ mẫu vật liệu qua hai giai đoạn:
- 90°C đối với phần VOC
- 120°C đối với phần FOG
Các hợp chất được nhận dạng và định lượng bằng GC-MS, sau đó báo cáo theo đơn vị microgam trên mỗi gam vật liệu (µg/g) và được phân loại theo nhóm hóa học.
Kết quả đạt/không đạt được đánh giá dựa trên các giới hạn do OEM quy định cho:
- Từng hợp chất
- Từng nhóm hợp chất
- Tổng hàm lượng VOC
ISO 12219: Thử nghiệm buồng ở cấp độ linh kiện
ISO 12219 là bộ tiêu chuẩn quốc tế về đo lường VOC trong nội thất xe.
Các phần từ ISO 12219-2 đến ISO 12219-7 quy định thử nghiệm phát thải ở cấp độ linh kiện từ từng loại vật liệu riêng lẻ. Đây là phạm vi phù hợp đối với các nhà cung cấp vật liệu.
ISO 12219-1 quy định việc kiểm tra không khí trong cabin xe ở cấp độ phê duyệt kiểu loại và không áp dụng cho đánh giá năng lực vật liệu.
Nếu thông số kỹ thuật tham chiếu ISO 12219, cần xác nhận phần tiêu chuẩn cụ thể và các điều kiện thử nghiệm áp dụng trước khi gửi mẫu.
VDA 275: Xác định Formaldehyde
Formaldehyde được quan tâm riêng trong hầu hết thông số kỹ thuật của OEM Đức, với các giới hạn thường nghiêm ngặt hơn giới hạn chung dành cho nhóm aldehyde trong VDA 278.
VDA 275 sử dụng phương pháp chai kín:
- Mẫu được đặt cùng nước cất trong chai kín.
- Mẫu được ổn định ở 60°C trong 3 giờ.
- Formaldehyde được đo bằng phương pháp phân tích quang.
- Kết quả được biểu thị bằng microgam trên mỗi gam vật liệu (µg/g).
ALS có thể thực hiện cả VDA 275 và VDA 278 từ một lần gửi mẫu duy nhất.
ISO 6452: Thử nghiệm hiện tượng mờ kính
Hiện tượng mờ kính là sự lắng đọng của hơi có khả năng ngưng tụ từ vật liệu nội thất lên kính chắn gió của xe.
ISO 6452 quy định các phương pháp đánh giá bằng:
- Phương pháp khối lượng
- Phương pháp quang học
Thử nghiệm mờ kính thường được yêu cầu thực hiện cùng với thử nghiệm VOC như một phần của hồ sơ đánh giá năng lực đầy đủ đối với vật liệu nội thất.
Các nguyên nhân phổ biến khiến thử nghiệm VOC không đạt
Dung môi còn tồn dư sau gia công
Chất kết dính, lớp phủ và laminate chưa được đóng rắn hoặc làm khô hoàn toàn trước khi thử nghiệm có thể giải phóng các hợp chất dung môi vượt quá giới hạn VOC.
Sự di chuyển của chất hóa dẻo
Polymer gốc PVC và các polymer có chứa chất hóa dẻo có thể giải phóng các hợp chất có nhiệt độ sôi cao trong phần FOG ở giai đoạn gia nhiệt 120°C.
Formaldehyde từ nhựa chất kết dính
Đây là vấn đề thường gặp ở tấm trần, thảm sàn và vật liệu mút sử dụng hệ nhựa chất kết dính gốc formaldehyde.
Hợp chất amine từ mút polyurethane
Sự hiện diện của các hợp chất amine có thể cho thấy phản ứng urethane chưa hoàn tất. Vấn đề này chịu ảnh hưởng bởi việc lựa chọn chất xúc tác và điều kiện đóng rắn.
Nhiễm bẩn nền
Việc ổn định mẫu trong môi trường không sạch hoặc bị nhiễm VOC có thể làm tăng kết quả, ngay cả khi bản thân vật liệu không phát thải ở mức cao.
Thử nghiệm ăn mòn và môi trường
Thử nghiệm vật liệu ô tô bao gồm đánh giá khả năng chống ăn mòn và hiệu suất trong môi trường đối với các linh kiện kim loại, lớp phủ và phương pháp xử lý bề mặt, bên cạnh các yêu cầu về phát thải VOC.
Thử nghiệm phun muối: ISO 9227 và ASTM B117
ISO 9227 bao gồm ba môi trường phun muối:
- NSS: Phun muối trung tính
- AASS: Phun muối axit axetic
- CASS: Phun muối axit axetic gia tốc bằng đồng
ASTM B117 là tiêu chuẩn của Hoa Kỳ đối với thử nghiệm phun muối trung tính.
Tiêu chuẩn, môi trường thử nghiệm, thời gian phơi nhiễm và tiêu chí chấp nhận luôn phải được xác định trong thông số kỹ thuật của OEM. Không nên tự giả định các yêu cầu này dựa trên thông lệ chung.
Mô phỏng nhiệt và môi trường
Bộ tiêu chuẩn IEC 60068 bao quát các thử nghiệm mô phỏng môi trường chính đối với vật liệu và thiết bị điện tử ô tô, bao gồm:
- IEC 60068-2-14: Sốc nhiệt hoặc thay đổi nhiệt độ
- IEC 60068-2-78: Nhiệt ẩm ổn định
- IEC 60068-2-1: Thử nghiệm lạnh
- IEC 60068-2-2: Thử nghiệm nhiệt khô và chu kỳ nhiệt
Thử nghiệm nhiệt ẩm đặc biệt phù hợp đối với các linh kiện được sử dụng tại Malaysia và Đông Nam Á, nơi độ ẩm cao kéo dài là điều kiện vận hành phổ biến.
Thử nghiệm vật liệu cho linh kiện xe điện (EV)
Khi hoạt động sản xuất xe điện mở rộng tại Đông Nam Á, yêu cầu thử nghiệm vật liệu cũng phát triển vượt ra ngoài các ứng dụng truyền động truyền thống.
Các lĩnh vực thử nghiệm quan trọng đối với vật liệu dành cho xe điện bao gồm:
Linh kiện quản lý nhiệt pin
- Đánh giá phát thải hóa chất
- Đánh giá độ ổn định nhiệt trong dải nhiệt độ vận hành
Lớp cách điện cáp điện áp cao
- Kiểm tra đặc tính điện khi tiếp xúc với độ ẩm
- Đánh giá khả năng chịu chu kỳ nhiệt
Cụm thiết bị điện tử công suất
- Đánh giá độ bền môi trường theo IEC 60068
- Đánh giá khả năng tương thích hóa học với dung dịch làm mát
Vật liệu hệ thống pin
- Đánh giá hiện tượng thoát khí khi chịu ứng suất nhiệt
Câu hỏi thường gặp
Sự khác nhau giữa VDA 278 và ISO 12219 trong thử nghiệm VOC là gì?
VDA 278 sử dụng phương pháp GC-MS giải hấp nhiệt và được các OEM Đức yêu cầu.
ISO 12219 bao gồm cả thử nghiệm không khí trong cabin ở cấp độ xe hoàn chỉnh và thử nghiệm phát thải ở cấp độ linh kiện. Đối với đánh giá năng lực vật liệu, các phần ISO 12219 liên quan đến thử nghiệm cấp độ linh kiện là phần được áp dụng.
Cả hai khung tiêu chuẩn có thể cùng được yêu cầu nếu chuỗi cung ứng của bạn phục vụ cả OEM Đức và các OEM quốc tế.
ALS có thể thực hiện VDA 278 và VDA 275 từ cùng một mẫu không?
Có. Cả hai phép thử có thể được thực hiện từ một lần gửi mẫu duy nhất, giúp giảm lượng vật liệu cần cung cấp và đơn giản hóa quy trình đệ trình. Hãy xác nhận cả hai yêu cầu ngay khi gửi yêu cầu thử nghiệm.
Thử nghiệm chất lượng không khí trong nội thất có giống thử nghiệm VOC không?
Không hoàn toàn.
- Thử nghiệm VOC đo phát thải từ một mẫu vật liệu cụ thể trong điều kiện phòng thí nghiệm.
- Chất lượng không khí trong nội thất đề cập đến tổng nồng độ VOC trong cabin xe, thường được OEM đánh giá ở cấp độ xe hoàn chỉnh.
Đối với nhà cung cấp vật liệu, yêu cầu thường là thử nghiệm phát thải VOC ở cấp độ linh kiện, không phải đo chất lượng không khí của toàn bộ cabin xe.
Cần chuẩn bị mẫu VDA 278 như thế nào?
Mẫu cần được ổn định ở 23°C và độ ẩm tương đối 50% trong 7 ngày trong môi trường sạch.
Khối lượng mẫu thường từ 1–3 gram. Sau khi sản xuất, mẫu cần được đóng kín ngay trong bao bì sạch, không chứa VOC.
Cần chuẩn bị gì trước khi gửi mẫu?
Trước khi gửi mẫu, hãy xác nhận:
- Thông số kỹ thuật vật liệu và giới hạn chấp nhận
- Tiêu chuẩn hoặc các tiêu chuẩn cần áp dụng
- Số lượng mẫu có thể cung cấp
- Mẫu đã được ổn định hay chưa
- Biểu mẫu báo cáo của OEM, nếu có yêu cầu
Thử nghiệm vật liệu ô tô tại ALS
ALS Testing cung cấp dịch vụ thử nghiệm vật liệu ô tô trong các lĩnh vực:
- Phát thải VOC
- Hiện tượng mờ kính
- Formaldehyde
- Thử nghiệm phun muối
- Mô phỏng nhiệt và môi trường
Dịch vụ thử nghiệm được công nhận theo ISO/IEC 17025 khi nằm trong phạm vi công nhận áp dụng.
Bước tiếp theo
Xem đầy đủ dịch vụ Thử nghiệm vật liệu và môi trường.
Đọc hướng dẫn chi tiết về Thử nghiệm VOC.
Quay lại Tổng quan về Thử nghiệm ô tô.
Thử nghiệm được công nhận theo ISO/IEC 17025 khi áp dụng | Năng lực VDA 278, ISO 9227 và IEC 60068 | Phục vụ Malaysia và Đông Nam Á