DIN 53453 Prüfung von Kunststoffen - Schlagbiegeversuch

DIN 53453 Prüfung von Kunststoffen - Schlagbiegeversuch

Die vom Deutschen Institut für Normung (DIN) herausgegebene Norm „DIN 53453 Prüfung von Kunststoffen - Schlagbiegeversuch“ beschreibt ein Verfahren zur Beurteilung des Verhaltens von Kunststoffproben unter definierten Schlagbiegebelastungsbedingungen.

DIN 53453 Prüfung von Kunststoffen - Schlagbiegeversuch

Dieses Verfahren bestimmt die Schlagzähigkeit bzw. Kerbschlagzähigkeit von Kunststoffen durch Messung der Energie, die bei einem plötzlichen Biege-/Bruchereignis absorbiert wird. Die Ergebnisse werden üblicherweise in kJ/m² (Kilojoule pro Quadratmeter) angegeben.

Hauptzweck dieser Norm ist die Bewertung des Verhaltens von Kunststoffen (Thermoplasten, Duroplasten, gefüllte/ungefüllte Compounds) unter schneller Biegebelastung. Dies dient der Bestimmung von Eigenschaften wie Zähigkeit, Sprödigkeit und Stoßfestigkeit. Diese Eigenschaften sind entscheidend für Anwendungen wie Automobilteile, Konsumgüter, Verpackungen und technische Bauteile.

Diese Methode ist insbesondere für folgende Zwecke nützlich:

  • Vergleich verschiedener Kunststoffsorten oder -rezepturen.
  • Qualitätskontrolle in der Materialproduktion.
  • Um den Einfluss von Kerben, Temperatur, Füllstoffen, Verstärkungen oder Alterung auf die Schlagfestigkeit zu bewerten.

Bei diesem Verfahren wird ein Pendelschlagprüfgerät (ähnlich den Charpy- oder Izod-Geräten) verwendet, um einen horizontal gelagerten Prüfstab in Dreipunktbiegung zu belasten. Ein schwingender Hammer trifft die Probe an einem definierten Punkt, wodurch diese sich biegt und gegebenenfalls bricht.

Die grundlegenden Merkmale der Installation sind wie folgt:

  • Die Probe liegt flach auf zwei Stützen.
  • Der Schlagbolzen trifft das Prüfstück von der den Stützen gegenüberliegenden Seite (Biegeschlag).
  • Die beim Brechen (oder Deformations-) des Pendels verlorene Energie wird aufgezeichnet.
  • Es können sowohl ungekerbte als auch gekerbte Proben getestet werden (gekerbte Versionen dienen der Beurteilung der Kerbempfindlichkeit).

Die Abmessungen der Beispiele sind wie folgt (typisch für kleine Standardstäbe):

  • Länge: Ungefähr 80 mm.
  • Breite: 10 mm oder 15 mm.
  • Dicke: 4 mm.
  • Abstand zwischen den Stützen: Typischerweise 60-62 mm.
  • Optionale V-Kerbe oder U-Kerbe für Kerbschlagprüfungen.

Die DIN 53453 ist eine wichtige frühe Norm für die Prüfung von Kunststoffen, die im Laufe der Zeit weitgehend durch international harmonisierte Normen ersetzt wurde:

  • ISO 179-1 Kunststoffe – Bestimmung der Charpy-Schlagzähigkeit – Teil 1: Schlagprüfung ohne Messgeräte
  • ISO 179-2 Kunststoffe – Bestimmung der Charpy-Schlagzähigkeit – Teil 2: Instrumentierte Schlagprüfung
  • ISO 180 Kunststoffe – Bestimmung der Izod-Schlagzähigkeit

Viele Materialdatenblätter und Prüfberichte beziehen sich noch immer auf die Werte der DIN 53453, obwohl häufig neue Spezifikationen vorgeschlagen werden. Einige Geräte unterstützen sowohl die DIN 53453 als auch neuere Prüfverfahren.

Obwohl die DIN 53453 nicht mehr die primäre aktive Norm ist, behält sie in bestimmten Branchen und beim Vergleich historischer Daten ihre Bedeutung. Viele Pendelschlagprüfmaschinen weisen weiterhin die Konformität mit der DIN 53453 sowie den Normen ISO 179 und ASTM D6110 aus.

Die Ergebnisse der Schlagbiegeprüfung nach DIN 53453 liegen konzeptionell sehr nahe an den Charpy-Werten für ungekerbte/gekerbte Proben nach der Norm ISO 179 (Kantenschlag, 3-Punkt-Biegung).

Kurz gesagt, dient die Norm DIN 53453 hauptsächlich der Messung der Schlagbiegefestigkeit von Kunststoffen unter kontrollierten Laborbedingungen. Diese Eigenschaft gibt an, wie gut ein Material einer schnell einwirkenden Biegekraft standhält, ohne zu brechen. Die Ergebnisse sind wichtig für:

  • Vergleich verschiedener Kunststoffmaterialien.
  • Beurteilung der Materialzähigkeit.
  • Bewertung der Produktzuverlässigkeit unter Stoßbelastungen.
  • Auswahl geeigneter Materialien für Strukturbauteile.

Branchen wie die Automobil-, Bau-, Verpackungs- und Konsumgüterindustrie sind auf diese Art von Tests angewiesen, um Langlebigkeit und Sicherheit zu gewährleisten.

Das in der DIN 53453 beschriebene Prüfverfahren beinhaltet das Schlagen einer an zwei Punkten gelagerten Kunststoffprobe mit einem Pendelhammer. Der Schlag erfolgt in der Mitte der Probe und erzeugt eine plötzliche Biegebelastung. Die von der Probe während des Bruchs oder der Verformung absorbierte Energie wird gemessen und zur Berechnung der Schlagbiegefestigkeit verwendet.

Die grundlegenden Schritte sind im Allgemeinen wie folgt:

  • Herstellung standardisierter Kunststoffproben.
  • Die Probe wird horizontal auf zwei Ambossen abgestützt.
  • Den Mittelpunkt der Probe mit einem kalibrierten Pendel treffen.
  • Aufzeichnung der bei einem Aufprallereignis absorbierten Energie.
  • Berechnung der Schlagbiegefestigkeit auf Basis der Probenabmessungen und der absorbierten Energie.

Die in der Norm DIN 53453 verwendeten Prüfkörper müssen bestimmte Maßanforderungen erfüllen, um reproduzierbare Ergebnisse zu gewährleisten. Typische Merkmale sind:

  • Rechteckige Stabform
  • Makellos glatte Oberflächen
  • Präzise kontrollierte Länge, Breite und Dicke.
  • Die genauen Abmessungen hängen von den verwendeten Materialien und der Prüfausrüstung ab. Eine Vorkonditionierung der Proben (Temperatur und Luftfeuchtigkeit) ist vor der Prüfung in der Regel erforderlich.

Diese Norm erfordert spezielle Prüfgeräte für Aufpralltests, darunter:

  • Pendelschlagprüfgerät
  • Zweipunkt-Halterung
  • Energiemesssystem
  • Probenausrichtungsvorrichtung

Das Pendelprüfgerät muss kalibriert werden, um eine genaue Messung der vom Prüfling absorbierten Aufprallenergie zu gewährleisten.

Das primäre Ergebnis des Tests ist die Schlagbiegefestigkeit, die üblicherweise in kJ/m² (Kilojoule pro Quadratmeter) angegeben wird. Dieser Wert wird wie folgt berechnet:

  • Energie, die beim Bruch absorbiert wurde.
  • Querschnittsfläche der Probe

Höhere Werte deuten auf eine größere Widerstandsfähigkeit gegen stoßbedingtes Biegeversagen hin.

Die Norm DIN 53453 gilt für viele Kunststoffe, darunter auch für folgende:

  • Thermoplaste
  • Duroplaste
  • Verstärkte Kunststoffverbunde
  • Technische Polymere

Tipik uygulamalar şunlardır:

  • Automobil-Innen- und Außenteile
  • Kunststoffgehäuse
  • Strukturelle Kunststoffbauteile
  • Industrieprodukte, die plötzlichen Belastungen ausgesetzt sind.

Die Norm DIN 53453 spielt eine entscheidende Rolle bei der einheitlichen Bewertung der Schlagbiegeeigenschaften von Kunststoffen. Durch die Bereitstellung einer standardisierten Methode ermöglicht sie Laboren und Herstellern die Gewinnung zuverlässiger und vergleichbarer Daten.

Viele moderne Labore verwenden heute internationale Normen wie ISO 179 oder ISO 180 für Schlagprüfungen, aber die Norm DIN 53453 behält ihre Bedeutung, insbesondere in der europäischen technischen Dokumentation, für den Vergleich historischer Daten und älterer Spezifikationen.

Zusammenfassend bietet die Norm DIN 53453 einen standardisierten Ansatz zur Bestimmung der Schlagbiegefestigkeit von Kunststoffen. Sie hilft Ingenieuren zu verstehen, wie sich Materialien bei plötzlichen Biegebeanspruchungen verhalten, und unterstützt eine bessere Materialauswahl und Produktgestaltung.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm DIN 53453 an.

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