Guide to UL 94 Flame Retardant Plastic Ratings: Choosing the Right Material

Denne artikel er min guide til at hjælpe dig med at forstå flammehæmmende materialer. Jeg vil også forklare det meget vigtige UL 94-klassificeringssystem. Når du læser dette, kan du undgå dyre fejltagelser, følge sikkerhedsreglerne og vælge den bedste plast til dit produkt for at sikre, at det er sikkert og fungerer godt.

Hvad er UL 94 Flame Rating, og hvorfor er det vigtigt for din plast?

Du kan betragte UL 94-standarden som en karakter for plastsikkerhed. Den fortæller dig ikke, at materialet er "brandsikkert". I stedet fortæller den dig, hvad plasten gør, når den kommer i nærheden af en flamme. Holder det op med at brænde af sig selv? Drypper det varme stykker, der kan sprede en brand? UL 94-klassificeringen giver dig svarene. Tænk på ethvert produkt, der tilsluttes en væg eller har elektronik indeni. Det er meget vigtigt for ting, der sælges til mennesker, eller som bruges i bil- eller rumfartsindustrien. For disse produkter er det ikke bare en god idé at have den rigtige UL 94-klassificering. Det er ofte en regel, du skal følge for at overholde sikkerhedslovgivningen.

Hvordan fungerer UL 94-testmetoden for brændbarhed egentlig?

UL 94-testmetoden lyder måske vanskelig, men hovedidéen er meget enkel. Et særligt laboratorium tager små stykker af et plastmateriale i standardstørrelse. Disse stykker kaldes testeksemplarer. Derefter lægger de disse prøveemner i en forsigtig flamme fra en bunsenbrænder. De lader dem stå der i et bestemt tidsrum. Målet er at kontrollere materialets brændbarhed. De vil gerne gøre det på en måde, der giver de samme resultater hver gang.

Under testen ser de, der udfører testen, efter et par vigtige ting. Hvor længe brænder plastikeksemplaret, efter at flammen er taget væk? Drypper plastikken? Hvis det drypper, sætter dråberne så ild til et stykke bomuld? Bomulden placeres lige under prøven. Svarene på disse spørgsmål hjælper dem med at placere materialet i en gruppe eller klassificere det. Hele denne proces er lavet for at tjekke, hvordan plasten kan opføre sig i en rigtig brand. Det hjælper os med at forstå de mulige brandfarer. UL 94-standarden er nøglen til denne kontrol.

Hvad er forskellen på vandrette og lodrette flammetests?

UL 94-standarden har to hovedtyper af test. Den ene er en vandret brændtest, og den anden er en lodret brændtest. Den måde, plastemnet holdes på under testen, gør en stor forskel på, hvor svær testen er at bestå. Som du nok kan gætte, er en lodret test meget sværere. Det skyldes, at tyngdekraften hjælper flammen med at bevæge sig ned ad plasten.

I en vandret test holdes plaststangen sidelæns. En flamme sættes på den ene ende i 30 sekunder. For at bestå må flammen ikke bevæge sig langs stangen hurtigere end en bestemt hastighed. Denne test bruges til HB-klassificeringen. Det er den letteste UL 94-klassificering, et materiale kan få. I en lodret test holdes plaststangen lige op og ned. Flammen sættes på den nederste kant. Denne opsætning gør testen meget sværere. Flammen vil naturligvis bevæge sig op. Desuden kan plastik, der smelter, dryppe ned. Disse tests giver V-ratings (UL 94 V-0, V-1 og V-2), som viser, at et materiale har en bedre brandsikkerhed.

Kan du forklare klassificeringerne UL 94 V-0, V-1 og V-2?

Dette er en meget vigtig del for enhver ingeniør, der arbejder med materialevalg. De lodrette klassificeringer, som er V-0, V-1 og V-2, er de mest almindelige, du vil se for enheder og apparater. De betyder alle, at plasten holder op med at brænde af sig selv. Forskellen mellem dem er, hvor hurtigt flammen går ud, og hvor sikkert den gør det.

Her er en simpel tabel, der forklarer det:

Som du kan se, er UL 94 V-0 den bedste af disse tre klassificeringer. En plast med UL 94 V-0-klassificering holder meget hurtigt op med at brænde, når flammen er taget væk. Det laver heller ingen flammende dråber, der kan starte en ny brand. Det gør materialer med en V-0-klassificering til et godt valg til et plastkabinet, der omgiver sart elektronik. UL 94 V-0-klassificeringen er ofte nødvendig for at sikre, at et produkt har god brandsikkerhed.

Hvad betyder en HB-klassificering for plastmaterialer?

Hvis et plastmateriale har en UL 94 HB-klassificering, betyder det, at materialet har bestået den horisontale brændtest. Bogstaverne "HB" står for Horizontal Burn (vandret forbrænding). Det er den letteste af de almindelige UL 94-klassificeringer at bestå. Under testen sættes en prøve, der holdes sidelæns, ind i en flamme. Materialet får en HB-klassificering, hvis det brænder langsomt. For en tykkelse på under 3 mm skal det brænde langsommere end 76 mm pr. minut. Det kan også bestå, hvis det holder op med at brænde, før flammen når til en bestemt linje på prøven.

En HB-klassificering betyder, at plasten brænder langsomt. Men det bliver ved med at brænde af sig selv, når du har tændt det. Du vil ikke se denne type plast brugt i de fleste tilfælde til elektronik. Det skyldes, at det ikke giver tilstrækkelig brandsikkerhed. Det kan dog være okay til andre formål. Det er anvendelser, hvor risikoen for brandfare er meget lille. Det er meget vigtigt at vide, at en HB-klassificering betyder, at materialet ikke er selvslukkende. Det er meget vigtigt at få den korrekte UL 94-klassificering.

Er der sværere flammeklassifikationer at få end UL 94 V-0?

Ja, det er der. UL 94 V-0 er en god klassificering til mange formål, men i nogle tilfælde er der brug for endnu bedre brandsikkerhed. Det er derfor, 5V-klassificeringen findes. UL 94 5V-testen er meget, meget hårdere end de normale V-0-, V-1- eller V-2-tests. Det er en test, der er lavet til at virke som en meget større brand.

Til 5V-testen sættes en meget stærkere flamme på plastprøverne. Denne flamme er cirka fem gange stærkere. Flammen sættes på plasten fem gange, og hver gang er det i fem sekunder. For at få en 5V-klassificering må plasten ikke brænde helt igennem, så der kan ikke laves huller. Der er to niveauer: 5VB og 5VA. En 5VA-rating er den højeste rating af alle. Det betyder, at plastikeksemplaret slet ikke brændte igennem. Disse flammeklassificeringer er ofte nødvendige for store kabinetter til maskiner eller til dele, der bruges i rumfartsindustrien.

Hvordan ændrer tykkelsen på en del dens UL 94-brandfarlighed?

Dette er et punkt, der forvirrer mange mennesker. En UL 94-klassificering er altid forbundet med en bestemt tykkelse. En plastharpiks kan have en UL 94 V-0-klassificering, når den har en tykkelse på 3,0 mm. Men den har måske kun en V-2 rating ved 1,5 mm. Ved en meget tynd tykkelse har den måske slet ingen klassificering. Det skyldes, at en tykkere del kan optage mere varme. Det er også sværere at sætte ild til.

Når en producent får UL 94-godkendelse for sine plastmaterialer, tester de dem i forskellige tykkelser. Som designer eller ingeniør er det dit job at se på materialets informationsark. Du skal sikre dig, at den UL 94-klassificering, du har brug for, er korrekt for din emnes tykkelse. Hvis dit plastemne har en vægtykkelse på 1,0 mm, skal du bruge en flammehæmmende plast, der har den nødvendige klassificering ved 1,0 mm. Tro ikke bare, at klassificeringen gælder for alle størrelser. Det er en fejl, folk ofte begår, både når det gælder sprøjtestøbning og 3D-print.

Hvorfor er det så vigtigt at vælge det rigtige materiale for at overholde branchens regler?

Efter min erfaring er det at vælge det rigtige materiale grundlaget for godt produktdesign. Det gælder især i brancher med mange regler, som f.eks. forbrugerelektronik, bilindustrien og rumfart. At følge sikkerhedsregler er ikke et valg. At følge regler som UL 94-standarden er noget, du skal gøre ifølge loven. Det er også det rigtige at gøre. Hvis du vælger en plast, der ikke har den rigtige UL 94-brandbarhed, kan det give store problemer. Dit produkt kan risikere ikke at blive sikkerhedsgodkendt. Du kan blive nødt til at tilbagekalde dit produkt. Du kan endda blive sagsøgt.

Ved at følge disse sikkerhedsstandarder sikrer du, at dit produkt ikke forårsager ekstra brandfare. Grupper, der udarbejder sikkerhedsregler over hele verden, bruger standarder som UL 94. De gør det for at beskytte mennesker. Når du vælger plast med den rigtige UL 94-klassificering, laver du et mere sikkert produkt. Det handler ikke kun om at bestå en test; det handler om at være ansvarlig. Derfor er det ikke kun for materialeforskere at forstå plastmaterialers brændbarhed. Det er for alle ingeniører og designere i branchen. Det er meget vigtigt at følge reglerne.

Kan 3D-printharpiks få en UL 94-klassificering som flammehæmmende?

Ja, helt sikkert. I lang tid brugte folk kun 3D-print til at lave tidlige modeller. Men nu bruger folk det til at lave de endelige dele til mange produkter. På grund af dette er behovet for flammehæmmende 3D-printmaterialer steget. Mange virksomheder sælger nu særlige flammehæmmende filamenter og resin. Disse materialer har officielle UL 94-klassificeringer. Dette omfatter den meget populære UL 94 V-0.

Disse materialer er et stort skridt fremad. De giver dig mulighed for hurtigt at fremstille dele, der skal beskyttes mod brandfare. Du kan f.eks. lave specialdesignede kabinetter til elektronik, dele til droner eller dele til bilindustrien. Når du bruger 3D-print til disse dele, er det stadig meget vigtigt at se på materialets informationsark. Sørg for, at den flammehæmmende harpiks eller filament har den UL 94-klassificering, du har brug for til den særlige tykkelse på din del. Hvis du bruger 3D-print med et materiale, der har en UL 94-klassificering, kan du spare en masse tid og penge.

Hvordan vælger jeg den bedste flammehæmmende plast til mit projekt?

At vælge det rigtige materiale handler om at stille de rigtige spørgsmål. For det første: Hvad gør dit produkt? Og hvor vil folk bruge det? Et plastikkabinet til en server i et stort computerrum har andre behov end en del inde i en bilmotor, der bliver meget varm. Du skal kende sikkerhedsreglerne for din branche.

For det andet, hvilken UL 94-klassificering har du brug for? For de fleste kasser, der indeholder forbrugerelektronik, er en UL 94 V-0-klassificering et meget sikkert valg. Tjek altid de regler, der gælder for dit produkt. For det tredje skal du tænke på designet af din del og især dens tykkelse. Som vi talte om før, er UL 94-klassificeringen baseret på den. Endelig bør du tale med din materialeleverandør. En god producent kan give dig alle oplysninger om deres flammehæmmende termoplastiske materialer. De kan hjælpe dig med at vælge det rigtige. Hvis du vælger en plast med det rigtige flammehæmmende additiv og den korrekte UL 94-klassificering helt fra begyndelsen, vil dit projekt gå meget lettere.

Vigtige ting at huske:

• UL 94 er den vigtigste sikkerhedsregel til kontrol af plastmaterialers brændbarhed.
• En lodret test (V-0, V-1, V-2) er sværere at bestå end en vandret test (HB) og viser, at materialet håndterer flammer bedre.
• UL 94 V-0 er en topvurdering. Det betyder, at plasten holder op med at brænde inden for 10 sekunder og ikke har nogen flammende dryp.
• En UL 94-klassificering er altid forbundet med en bestemt materialetykkelse. Du bør altid tjekke informationsarket for tykkelsen på din del.
• At vælge det rigtige materiale er meget vigtigt for brandsikkerheden, produktpålideligheden og for at følge reglerne i din branche.
• Du kan købe mange flammehæmmende materialer til både sprøjtestøbning og 3D-printning, som har en UL 94-klassificering.