Was ist ein Xenon-Test?
Die Xenonbogenprüfung ist ein beschleunigtes Bewitterungstestverfahren, das die schädliche Wirkung von Sonnenlicht, Hitze und Feuchtigkeit auf Materialien simuliert. Die Testsubstrate werden in einer kontrollierten Umgebung exponiert, die die Bedingungen in der realen Welt nachbildet.
Kerntechnologie und Betriebsprinzipien
Das Herzstück dieser Kammern bilden Xenon-Bogenlampen, die Licht durch eine elektrische Entladung zwischen zwei Wolframelektroden in einem mit Xenongas gefüllten Quarzglaskolben erzeugen. Bei entsprechender Filterung erzeugen Xenonlampen ein Spektrum, das dem natürlichen Sonnenlicht bemerkenswert ähnlich ist und ultraviolette (UV), sichtbare und infrarote (IR) Anteile umfasst.
Moderne Kammern verfügen über hochentwickelte Kontrollsysteme zur Regulierung von:
Bestrahlungsstärken (typischerweise gemessen in W/m² bei bestimmten Wellenlängen)
Kammertemperatur (oft im Bereich von Umgebungstemperatur bis über 100 °C)
Schwarzes Panel oder schwarze Standardtemperatur
Relative Luftfeuchtigkeit (typischerweise 1095% RH)
Wassersprühzyklen zur Simulation von Regen oder Tau
Die modernsten Geräte verfügen über Spektroradiometer zur kontinuierlichen Überwachung und automatischen Bestrahlungsstärkeregelung, wodurch während der gesamten Versuchsdauer gleichbleibende Testbedingungen gewährleistet werden.
Was ist der Standard für Xenon Arc? TEsting?
Xenonbogen-Bewitterungskammern sind so konstruiert, dass sie zahlreiche internationale Prüfstandards erfüllen, darunter:
ISO (Internationale Organisation für Normung):
ISO 48922: Kunststoffe – Belichtungsverfahren mit Laborlichtquellen – Teil 2: Xenonbogenlampen
ISO 164742: Farben und Lacke – Belichtungsverfahren für Laborlichtquellen – Teil 2: Xenonbogenlampen
ASTM (Amerikanische Gesellschaft für Materialprüfung und -prüfung):
ASTM G155: Standardverfahren für den Betrieb von Xenon-Bogenlampen zur Belichtung nichtmetallischer Werkstoffe
ASTM D2565: Standardverfahren für die Xenonbogenbelichtung von Kunststoffen für Außenanwendungen
ASTM D4459: Standardverfahren für die Xenonbogenbelichtung von Kunststoffen für Anwendungen in Innenräumen
AATCC (Amerikanische Vereinigung der Textilchemiker und Farbexperten):
AATCC TM16: Lichtechtheit
AATCC TM169: Witterungsbeständigkeit von Textilien: Xenonlampenbestrahlung
Andere regionale Standards:
JIS D0205 (Japanische Industriestandards)
SAE J2412/J2527 (Automobil)
GB/T 1865 (Chinesischer Nationalstandard)
Typische Anwendungen und Prüfkörper
Automobilindustrie:
Äußere Bauteile: Lacke, Beschichtungen, Kunststoffe, Gummidichtungen, Zierleisten, Spiegel
Innenausstattung: Armaturenbretter, Polster, Textilien, Bildschirme, Bedienfelder
Beleuchtungssysteme: Linsenmaterialien, Reflektoren, LED-Verkapselung
| Baumaterialien und Bauwesen:
Architektonische Beschichtungen und Farben Fensterprofile, Dachmaterialien, Fassadenverkleidungen Dichtstoffe, Klebstoffe, Dichtungsmassen Verbundwerkstoffe, Dämmstoffe2 |
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Textilien und Bekleidung:
Outdoor-Textilien (Markisen, Zelte, Sonnenschirme)
Automobiltextilien
Schutzkleidung
Farbechtheitsprüfung für Farbstoffe und Pigmente
Kunststoffe und Polymere:
Verpackungsmaterialien
Konsumgüter
Landwirtschaftliche Filme
Technische Kunststoffe für Außenanwendungen
Beschichtungen und Farben:
Industrielle Wartungsbeschichtungen
Autoreparaturlacke
Holzoberflächen und Beizen
Pulverbeschichtungen
Photovoltaik und Elektronik:
Verkapselungsmaterialien für Solarmodule
Elektronische Außengehäuse
Steckverbinder und Isoliermaterialien
Displaytechnologien
Worin besteht der Unterschied zwischen UV-Prüfung und Xenon-Bogenlampenprüfung?
Analyse des Spektralausgangs von Xenon-Bogen- und UV-Tests
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Tests liegt im Lichtspektrum der Lichtquellen. Beim Bewitterungstest ahmt das Licht der Xenon-Bogenlampen das Sonnenlichtspektrum nach. Es umfasst sowohl sichtbares Licht als auch UV-Licht.
Spektrale Qualitäts- und Stabilitätsmetriken:
| Parameter | Planare Konfiguration | Bogenkonfiguration |
| UV-Spektralanpassung | Klasse B gemäß ISO 4892-2 (300-400 nm) | Klasse A/B je nach Filtersystem |
| Stabilität des sichtbaren Spektrums | ±4% über 500 Stunden | ±2,5% über 500 Stunden |
| IR-Komponentensteuerung | Variabler (insgesamt 650-800 W/m²) | Besser kontrolliert (insgesamt 600-750 W/m²) |
| Spektrale Driftrate | 0,8–1,21 TP1T/100 Stunden | 0,5–0,81 TP1T/100 Stunden |
| Komplexität des Filtersystems | Mehrere Filtersätze pro Lampe | Einzelfiltersystem für den gesamten Bogen |
Anwendungsspezifische Leistung
Optimal für planare Konfiguration
Flachbildschirmprüfung: Solarmodule, Architekturpaneele, flache Verbundwerkstoffe
Hochdurchsatz-Screening: Mehrere kleine Exemplare in Gittermustern
Richtungssensitivitätsstudien: Materialien mit anisotropen Eigenschaften
Kostengünstige F&E-Anwendungen: Wo absolute Einheitlichkeit weniger wichtig ist
Optimal für Bogenkonfiguration
3D-Komponentenprüfung: Automobilteile, Konsumgüter, montierte Artikel
Drehbare Probenständer: Standardkonformitätsprüfung (ISO, ASTM)
Hochpräzise Studien: Pharmazeutische Industrie, Luft- und Raumfahrt, Bewertung kritischer Materialien
Langzeittests: Wo spektrale Stabilität von größter Bedeutung ist
Überlegungen zur Einhaltung von Normen
Anerkannte Standards für jede Konfiguration
Planare Systeme erfüllen typischerweise wmit:
ISO 4892-2 (mit spezifischen Gleichförmigkeitsanforderungen)
ASTM G155 (modifiziert für planare Geometrie)
Branchenspezifische Normen für flache Materialien
Lichtbogensysteme entsprechen typischerweise den Regeln wmit:
ISO 4892-2 (vollständige Konformität)
ASTM G155, D2565, D4459
AATCC TM16,TM169
SAE J2527, J2412
IEC 61215 (Photovoltaik)
Die Wahl zwischen planaren und Bogen-Xenonlampen ist eine grundlegende Designentscheidung mit erheblichen Auswirkungen auf die Testmöglichkeiten, die Betriebseffizienz und die behördliche Zulassung. Planare Systeme bieten Flexibilität und Kostenvorteile für bestimmte Anwendungen, insbesondere bei flachen Materialien und in Forschungsumgebungen. Bogenlampen zeichnen sich durch überlegene Gleichmäßigkeit, Stabilität und weitgehende Normenkonformität aus und sind daher für die meisten industriellen Prüfanwendungen die bevorzugte Wahl.
