ISO 8256 & ASTM D1822 impacttrektests op kunststoffen
Impacttrektests op kunststoffen leveren materiaaleigenschappen gebaseerd op de impactenergie, die wordt bepaald onder trekbelasting op genormeerde samples bij hoge snelheden. Bij gebruik van dezelfde combinaties van hamers en slagblokken, zijn de testresultaten het best reproduceerbaar. De ISO 8256 en ASTM D1822 normen beschrijven de impacttrektests op kunststoffen.
Impacttrektests worden vaak toegepast op samples uit zeer flexibele film of plaat, of uit zachte of halfstijve kunststoffen die niet breken en dus geen testresultaten kennen bij Charpy of Izod methoden (ISO 180 of ASTM D256), zelfs met gekerfde samples. Ook stijve samples volgens de definitie uit ISO 472 kunnen getest worden.
ISO 8256 testmethode
De norm ISO 8256 beschrijft twee verschillende testmethoden:
- Methode A werkt met een testopstelling waarin het sample aan een kant bevestigd wordt in een vaste gepositioneerde klem. Aan de andere kant van het sample wordt een stijf slagblok met een vastgelegde massa vastgemaakt. Tijdens de test raakt de hamer het slagblok, waardoor dit sterk accelereert. Op die manier wordt het sample uitgerokken in trekrichting tot het breekt.
- Methode B is geleend van ASTM D1822 en plaatst het sample in de kop van de hamer. Het sample wordt vastgemaakt in de hamer en voorzien van een slagblok aan de andere kant. Het sample valt samen met het slagblok en de hamer vanop een bepaalde valhoogte. Het slagblok wordt abrupt gestopt op de impactpositie, terwijl het sample en de hamer verder bewegen. Op die manier wordt het sample uitgerokken in trekrichting tot het breekt.
Normaal wordt volgens de ISO 8256 Methode A gebruikt, terwijl tests volgens ASTM D1822 altijd gebeuren volgens de sample-in-kop methode.
Impacttrektests worden ook uitgevoerd in geïnstrumenteerde versie, dus met snelle krachtmeting. Hiervoor bestaat echter nog geen norm.
Testvereisten
Kerfslaghamers, die in detail beschreven worden in de norm ISO 13802, worden gebruikt voor conventionele, impacttrektests volgens ISO 8256. Dit zorgt voor een sterke reproduceerbaarheid van tests met verschillende toestellen in verschillende laboratoria, met verschillende operatoren en op verschillende locaties.
Zoals bij een Charpy impacttest is het meetprincipe gebaseerd op een kerfslaghamer met vastgelegde energiecapaciteit en valhoogte, die een deel van zijn kinetische energie afgeeft bij contact met het sample. Hierdoor keert de hamer na de impact niet terug tot zijn originele valhoogte. Het gemeten hoogteverschil tussen de valhoogte en de stijghoogte is dus een maat voor de geabsorbeerde energie. Via de valhoogte ligt ook de impactsnelheid vast, zodat de tests uitgevoerd worden met reproduceerbare reksnelheden.
Een speciaal kenmerk van de impacttrektest is de correctie van de centrifugale arbeid opgenomen door het slagblok. Deze correctie is gebaseerd op de aanname van een elastische impact. In werkelijkheid heeft de impact echter een plastische component naast de elastische, dus blijft deze correctie een benadering. Daarom kunnen karakteristieke waarden pas vergeleken worden met identieke combinaties van kerfslaghamer en slagblok.
Elke kerfslaghamer mag gebruikt worden in een range van 10% tot 80% van zijn initiële potentiële energie. Als meerdere kerfslaghamers voldoen aan deze voorwaarden voor het testen van een materiaal, wat gewoonlijk het geval is door de overlappende werkgebieden van de verschillende kerfslaghamers, wordt de hamer met de hoogste initiële potentiële energie gekozen. Dit verzekert dat de vermindering in snelheid tijdens de impact zo klein mogelijk is.
Het type meting impliceert dat alle energieverliezen toe te wijzen zijn aan het sample en het slagblok. Daarom is het belangrijk alle externe foutoorzaken zo klein mogelijk te houden of volledig weg te werken. Er staan strikte vereisten en controles in de ISO 13802 die deel uitmaken van regelmatige kalibraties op vlak van onvermijdelijke wrijvingsverliezen door luchtwrijving en de lagering van de hamer. De correctiewaarden worden gemeten en toegewezen aan de respectievelijke hamer. Voor de kwaliteit van de meting is het essentieel dat het toestel voldoende massa heeft en dat de kerfslaghamer geïnstalleerd wordt op een zeer stabiele laboratoriumtafel, een werkblad dat vastzit aan een massieve muur of een betonsokkel. Interne trillingen in het instrument worden zo klein mogelijk gemaakt door het ontwerp. Daarom maakt ZwickRoell gebruik van hamers met dubbele stangen uit unidirectionele koolstofmaterialen, die zeer licht zijn maar toch zorgen dat de stangen uiterst stijf zijn.
ISO 8256 beschrijft in totaal vijf verschillende samples. Types 1 en 4 krijgen de voorkeur voor methode A, types 2 en 4 voor methode B. Type 3 samples hebben een vierkant parallel centraal gedeelte met een randlengte van 10 mm en zijn ideaal voor rekmetingen met DIC systemen. Sample type 5 heeft bijkomende stopvlakken op de schouders voor een makkelijkere precieze uitlijning en vormgesloten krachtinleiding bij stijve materialen en voldoende samplehoogte.
Profiteer van de voornaamste testsoftware voor materiaaltests
De ZwickRoell testXpert testsoftware brengt:
- Eenvoudige bediening: begin meteen te testen en word een testXpert met oog voor maximale veiligheid.
- Betrouwbaar en efficiënt testen: Haal voordeel uit betrouwbare testresultaten en maximale testefficiëntie.
- Flexibele integratie: testXpert is de optimale oplossing voor al uw toepassingen en processen: eenvoudig gesteld, een effectievere workflow.
- Toekomstzeker design: testsoftware voor de volledige levenscyclus, klaar voor uw toekomstige testtaken!