ISO 6603 Plásticos - Determinación del comportamiento ante impactos por perforación de plásticos rígidos

ISO 6603 Plásticos - Determinación del comportamiento ante impactos por perforación de plásticos rígidos

La norma “ISO 6603 Plásticos - Determinación del comportamiento ante impactos de perforación de plásticos rígidos”, publicada por la Organización Internacional de Normalización (ISO), consta de las siguientes subsecciones publicadas bajo el mismo título:

ISO 6603 Plásticos - Determinación del comportamiento ante impactos por perforación de plásticos rígidos

  • La norma ISO 6603-1 Parte 1: Ensayos de impacto sin herramientas describe métodos para determinar las propiedades de impacto por perforación de plásticos rígidos en forma de probetas planas, como discos o piezas cuadradas, bajo condiciones específicas. Las probetas pueden moldearse directamente, cortarse de láminas o extraerse de productos terminados. Se definen diferentes tipos de probetas y condiciones de ensayo.

Estos métodos de flecha descendente se utilizan para estudiar el comportamiento de láminas o moldes de plástico ante un impacto perpendicular al plano de la muestra. Esta norma puede utilizarse si basta con caracterizar el comportamiento ante impactos de plásticos con un valor umbral de energía de ruptura por impacto, basado en un gran número de probetas. Si se requiere un diagrama fuerza-desplazamiento o fuerza-tiempo registrado a una velocidad de impacto nominalmente constante para una caracterización detallada del comportamiento ante impactos, se aplica la norma ISO 6603-2.

Estos métodos de ensayo son aplicables a muestras con un espesor comprendido entre 1 mm y 4 mm. Para espesores inferiores a 1 mm, se recomienda utilizar la norma ISO 7765. Si el equipo es adecuado, se pueden ensayar muestras con espesores superiores a 4 mm, pero este ensayo queda fuera del alcance de las normas ISO 6603-1 e ISO 6603-2.

Estos métodos son adecuados para los siguientes tipos de materiales:

  • Materiales termoplásticos rígidos para moldeo y extrusión, incluyendo compuestos y láminas con cargas, sin cargas y reforzados.
  • Materiales rígidos termoendurecibles para moldeo y extrusión, incluidos compuestos rellenos y reforzados, láminas y laminados.
  • Compuestos termoestables y termoplásticos reforzados con fibras que contienen refuerzos unidireccionales o no unidireccionales (por ejemplo, esteras, tejidos, mechas tejidas, hilos cortados, refuerzos combinados e híbridos, mechas, fibras molidas y láminas fabricadas con materiales preimpregnados).

Estos métodos también se aplican a productos terminados, laminados y muestras moldeadas o mecanizadas a partir de láminas extruidas o fundidas.

Los resultados de las pruebas solo son comparables si las condiciones de preparación de la muestra, las dimensiones y las superficies, así como las condiciones de la prueba, son las mismas. En particular, no se pueden comparar los resultados obtenidos de muestras de diferente espesor. Una evaluación exhaustiva de la respuesta a la tensión de impacto requiere determinaciones en función de la velocidad de impacto y la temperatura para diferentes variables del material, como la cristalinidad y el contenido de humedad.

El comportamiento ante impactos de los productos terminados no se puede predecir directamente a partir de esta prueba, pero se pueden tomar muestras de productos terminados para realizar pruebas utilizando estos métodos.

En principio, la resistencia al impacto de las probetas de tamaño adecuado se determina golpeándolas con una punta de impacto lubricada y lastrada que se deja caer verticalmente desde una altura conocida. La probeta se golpea en su centro con una punta de impacto perpendicular a su superficie. Se permiten dos métodos para ajustar la energía en el momento del impacto: variar la masa a altura constante y variar la altura a masa constante.

El procedimiento de altura variable depende de la velocidad, y se pueden observar diferentes resultados según la tasa de deformación del material. Se presentan dos métodos de prueba estadística:

  • Método A: El método de la escalera (individual) (preferido).
  • Método B: Método de grupo (opcional).
  • La norma “ISO 6603-2 Parte 2: Ensayos de impacto instrumentados” describe un método de ensayo para determinar las características de impacto por perforación de plásticos rígidos en forma de probetas planas, utilizando instrumentos que miden la fuerza y ​​la deflexión. Este método es aplicable cuando se requiere un diagrama fuerza-deflexión o fuerza-tiempo registrado a una velocidad de impacto constante nominal para una caracterización detallada del comportamiento ante el impacto.

El método de ensayo es válido para muestras con un espesor comprendido entre 1 mm y 4 mm. Este método es adecuado para su uso con los siguientes tipos de materiales:

  • Materiales termoplásticos rígidos para moldeo y extrusión, incluyendo compuestos y láminas con cargas, sin cargas y reforzados.
  • Materiales rígidos termoendurecibles para moldeo y extrusión, incluidos compuestos rellenos y reforzados, láminas y laminados.
  • Compuestos termoestables y termoplásticos reforzados con fibras que contienen refuerzos unidireccionales o multidireccionales, esteras, tejidos, mechas tejidas, hilos cortados, refuerzos combinados e híbridos, mechas, fibras molidas y láminas fabricadas con materiales preimpregnados.

Este método también se aplica a muestras moldeadas o procesadas a partir de productos terminados, laminados y láminas extruidas o fundidas.

Los resultados de las pruebas solo son comparables si las condiciones de preparación de la muestra, las dimensiones, las superficies y las condiciones de prueba son las mismas. En particular, no se pueden comparar los resultados obtenidos con muestras de diferente espesor. Se puede obtener una evaluación integral de la respuesta a la tensión de impacto determinando la velocidad y la temperatura de impacto en función de diferentes variables del material, como la cristalinidad y el contenido de humedad.

El comportamiento ante impactos de los productos terminados no puede predecirse directamente a partir de esta prueba, pero se pueden tomar muestras para realizar ensayos con este método. Los datos de ensayo obtenidos con este método no están destinados a ser utilizados en cálculos de diseño. Sin embargo, se puede obtener información sobre el comportamiento típico del material mediante el ensayo de muestras preparadas a diferentes temperaturas y velocidades de impacto, con distintos espesores y bajo diferentes condiciones.

El propósito de esta norma no es proporcionar una interpretación del mecanismo que se produce en cada punto del diagrama fuerza-desplazamiento. Dichas interpretaciones son tarea de la investigación científica.

En principio, la probeta se perfora por el centro con una broca de impacto lubricada, perpendicular a su superficie y a una velocidad prácticamente uniforme. El diagrama resultante de fuerza-desplazamiento o fuerza-tiempo se registra electrónicamente. La probeta debe mantenerse (preferiblemente) inmóvil durante el ensayo.

El diagrama fuerza-deformación obtenido a partir de estas pruebas registra el comportamiento de la muestra ante el impacto, lo que permite inferir diversas características del comportamiento del material.

Las normas ISO 6603 son estándares reconocidos a nivel mundial que miden la resistencia de los plásticos rígidos a la perforación y el desgarro a alta velocidad. Este es un tipo de daño por impacto que las pruebas tradicionales como Charpy o Izod no pueden evaluar adecuadamente. Estas normas se consideran importantes por las siguientes razones:

  • Simula fallos reales: numerosas piezas de plástico se perforan y se rompen (por ejemplo, una piedra golpea el parachoques de un coche, una herramienta cae sobre la bandeja de la batería, una rodilla golpea el panel interior de una puerta). Esta norma reproduce directamente esta perforación multiaxial a alta velocidad.
  • Imprescindible para componentes críticos para la seguridad: Ampliamente requerido en la industria automotriz (seguridad interior, protección de peatones, protección de baterías de vehículos eléctricos), cascos, equipos de protección y carcasas de dispositivos médicos, donde la resistencia a la penetración puede prevenir lesiones o fugas.
  • Permite distinguir entre comportamiento dúctil y frágil: la versión instrumentada muestra la curva completa de fuerza-desplazamiento, revelando si el material absorbe energía tras la primera grieta (dúctil = más seguro) o se fractura inmediatamente (frágil).
  • Permite una comparación justa de los materiales: utiliza una geometría de impacto fija (punta hemisférica de 20 mm), compresión y velocidad (aproximadamente 4,4 m/s), por lo que los resultados para PC, ABS, PP, PA, materiales compuestos y similares de cualquier laboratorio del mundo se pueden comparar directamente.
  • Requerido principalmente por las especificaciones del fabricante de equipos originales: Los fabricantes de automóviles, las marcas de productos de consumo y los organismos reguladores suelen exigir un rendimiento ante pinchazos cuando es necesario demostrar dicho rendimiento.
  • Sirve de guía para la selección de materiales y el diseño de piezas: los diseñadores utilizan estos datos estándar para seleccionar grados más duros, optimizar el nervado/espesor o cambiar de formulaciones frágiles a formulaciones dúctiles (por ejemplo, añadiendo modificadores de impacto).
  • Este sistema tiende un puente entre las pruebas de laboratorio y las situaciones de la vida real: proporciona una correlación mucho mejor entre los fallos en campo y las pruebas de impacto con barras entalladas, especialmente para piezas planas o ligeramente curvas (bandejas termoformadas, cajas, paneles).

En conclusión, la norma ISO 6603 es una de las más importantes para caracterizar el comportamiento ante impactos de perforación a alta velocidad de los plásticos rígidos. Al combinar ensayos sencillos de caída de peso con pruebas instrumentadas de alta sofisticación, proporciona a los ingenieros datos fiables y comparables sobre cómo los plásticos resisten la penetración y absorben energía en condiciones que simulan accidentes o usos indebidos reales.

Durante muchos años, nuestra organización, con su personal competente y experimentado, ha comprendido las necesidades de sus clientes, brindándoles los servicios de ensayo avanzados que requieren y ayudándolos en el establecimiento, la implementación y la mejora de sus sistemas de gestión. En este contexto, también ofrecemos servicios de ensayo a empresas conforme a la norma ISO 6603 "Plásticos - Determinación del comportamiento ante impactos de perforación en plásticos rígidos".

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