ISO 294 Plast - Sprøjtestøbning af prøveemner af termoplastiske materialer

Mange faktorer i sprøjtestøbeprocessen påvirker egenskaberne af støbte testprøver og dermed de måleværdier, der opnås, når prøverne anvendes i en testmetode. De mekaniske egenskaber af sådanne prøver er i høj grad afhængige af betingelserne i den støbeproces, der anvendes til at fremstille prøverne. Præcis definition af hver nøgleparameter i støbeprocessen er et grundlæggende krav for reproducerbare og sammenlignelige driftsbetingelser. Ved definition af støbebetingelser er det vigtigt at overveje de potentielle virkninger af disse betingelser på de egenskaber, der skal bestemmes.

Termoplaster varierer i krystallinitetsmorfologi (for krystallinske og semikrystallinske polymerer), fasemorfologi (for heterogene termoplaster) og molekylær orientering på grund af anisotrope fyldstoffer såsom korte fibre. Resterende (frosne) spændinger i støbte testprøver og termisk nedbrydning af polymeren under støbning påvirker også egenskaberne. Hver af disse faktorer skal kontrolleres for at minimere variationen i de numeriske værdier af de målte egenskaber. Alle de beskrevne ISO-forme er designet til at blive installeret i eksisterende sprøjtestøbeudstyr og har udskiftelige blindplader.

Standarden “ISO 294 Plast - Sprøjtestøbning af prøveemner af termoplastiske materialer”, udviklet af Den Internationale Standardiseringsorganisation (ISO), består af følgende underafsnit, der er offentliggjort under samme titel:

• ISO 294-1 Del 1: "Generelle principper og støbning af universal- og stangprøver" beskriver de generelle principper, der skal følges for sprøjtestøbning af prøveemner af termoplastiske materialer. Denne standard beskriver også formdesign til fremstilling af to typer prøver (type A1 og B1, som specificeret i ISO 20753) til brug for indhentning af referencedata og giver et grundlag for etablering af reproducerbare støbeforhold.

Formålet med denne standard er at give ensartede beskrivelser af de vigtigste parametre i støbeprocessen og at etablere en ensartet praksis for rapportering af støbeforhold. De specifikke betingelser, der kræves for reproducerbar fremstilling af testprøver, varierer for hvert anvendt materiale og kan være specificeret i standarden for det specifikke materiale eller aftalt mellem de involverede parter. Interlaboratorietests med acrylonitril/butadien/styren (ABS), styren/butadien (SB) og poly(methylmethacrylat) (PMMA) har vist, at støbeformdesign er en vigtig faktor i reproducerbarheden af ​​​​forberedelsen af ​​​​testprøver.

• Standarden “ISO 294-2 Del 2: Små trækstænger” beskriver en form med fire hulrum, type С ISO-form, til sprøjtestøbning af små trækstænger (prøvestykke type CW11 i ISO 20753) med dimensioner på mindst 60 mm x 10 mm x 3 mm.
• Standarden "ISO 294-3 Del 3: Små plader" definerer to forme med to kaviteter (ISO-forme type D1 og D2) til sprøjtestøbning af små plader med en tykkelse på 60 mm x 60 mm og en tykkelse på 1 mm (type D1) eller 2 mm (type D2). Disse forme kan bruges i forskellige tests. Yderligere komponenter kan også installeres på formene for at undersøge svejselinjernes indvirkning på de mekaniske egenskaber.
• Standarden "ISO 294-4 Del 4: Bestemmelse af formkrympning" beskriver en metode til bestemmelse af støbekrympning og efterstøbningskrympning af sprøjtestøbte termoplastprøver i retninger parallelle og vinkelrette på smelteretningen. For bestemmelse af termohærdende krympning, se ISO 2577.

Støbekrympningen defineret i denne standard udelukker virkningerne af fugtoptagelse. Dette er inkluderet i krympningen efter støbning og derfor i den samlede krympning. I tilfælde, hvor krympningen efter støbning udelukkende skyldes fugtoptagelse, gælder ISO 175. Støbekrympningen defineret i denne standard repræsenterer den frie krympning som følge af ubegrænset deformation af kølepladerne i løbet af opholdsperioden i formen. Derfor betragtes den som den maksimale værdi af enhver begrænset krympning.

• Standarden “ISO 294-5 Del 5: Forberedelse af standardprøver til undersøgelse af anisotropi” beskriver en form (kaldet en type F ISO-form) til sprøjtestøbning af plader med en foretrukken størrelse på 80 mm x 120 mm og en minimumsstørrelse på 80 mm x mindst 90 mm og en foretrukken tykkelse på 2 mm til enkeltpunkts- og flerpunktsdataindsamling.

Det har vist sig, at det giver maksimale anisotrope egenskaber med kun en lille følsomhed over for injektionshastighed. Når det er muligt, er en støbeform med to hulrum beregnet. Til design af plastdele giver dette øvre og nedre grænser for trækstyrkeegenskaber. At matche pladetykkelsen til en specifik deltykkelse er ikke et passende kriterium på grund af indflydelsen af ​​formens fyldningshastighed og delgeometri på anisotropi. Undersøgelse af materialers anisotropi er en specialiseret procedure, der er beregnet til at vejlede støbeformdesign til slutbrugsapplikationer, og er ikke beregnet som et kvalitetskontrolværktøj.

Ved sprøjtestøbning af termoplastiske materialer kan strømmen af ​​smeltet polymer påvirke orienteringen af ​​fyldstoffer såsom glasfiber eller polymerkæder, hvilket resulterer i anisotropisk adfærd.

I denne standard defineres strømningsretningen som retningen fra formåbningen til den fjerneste ende af formhulrummet, og tværretningen defineres som retningen vinkelret på strømningsretningen. Type F-formen er ikke beregnet til at erstatte Type D-formen, der bruges til at bestemme støbeskrympning af termoplast.

ISO 294-standarden er vigtig af følgende årsager:

• Standardisering af prøveemner: Denne standard definerer støbeforhold, dimensioner og design af prøver, der anvendes til mekaniske og fysiske egenskabstest (såsom trækstyrke og slagfasthed). Dette eliminerer variationer som følge af prøveforberedelsesprocessen, der kan forvrænge testresultaterne.
• Reproducerbarhed af resultater: Denne standard standardiserer, hvordan testprøver produceres, og sikrer, at det samme materiale opfører sig ens i test udført i forskellige laboratorier rundt om i verden. Dette er afgørende for kvalitetskontrol, certificering og materialesammenligning.
• Støtte til materialekarakterisering: Producenter og forskere bruger denne standard til at forberede prøver til evaluering af materialer under ensartede forhold. Dette er især vigtigt inden for forskning og udvikling, hvor sammenligninger af forskellige polymerer under de samme forhold er afgørende.
• Overholdelse af regler og certificering: Mange brancher (bilindustri, luftfart, medicinalindustri) kræver, at materialer testes i henhold til ISO-standarder for at opfylde sikkerheds- og ydeevneforskrifter.
• Fremmer global handel: Denne standard bidrager til international harmonisering, hvilket giver grænseoverskridende producenter og kunder mulighed for at stole på materialetestresultater uden behov for gentagen testning.

Vores organisation, som i årevis har støttet virksomheder på tværs af alle sektorer gennem en bred vifte af test-, måle-, analyse- og evalueringsaktiviteter, kan prale af et stærkt team af medarbejdere, der nøje følger den globale udvikling inden for videnskab og teknologi og konstant forbedrer sig. I denne sammenhæng tilbyder vi også testtjenester i overensstemmelse med standarden "ISO 294 Plast - Sprøjtestøbning af testprøver af termoplastiske materialer".