DIN 53435 Badanie tworzyw sztucznych – próba zginania i próba udarności na próbkach testowych Dynstat

Norma „DIN 53435 Badania tworzyw sztucznych - Badanie wytrzymałości na zginanie i badanie udarności na próbkach badawczych Dynstat”, wydana przez Niemiecki Instytut Normalizacyjny (DIN), opisuje dwie różne metody badawcze: dynamiczne badanie wytrzymałości na zginanie i (pół)statyczne badanie wytrzymałości na zginanie, a także próbki badawcze Dynstat i urządzenia Dynstat stosowane w tych badaniach.

Badanie wytrzymałości na zginanie, określone w niniejszej normie, może być stosowane do badania zachowania się próbek testowych Dynstat w określonych warunkach badania udarności oraz do oceny kruchości lub wytrzymałości tworzyw sztucznych w granicach określonych przez warunki badania. Metoda ta może być również stosowana do uzyskiwania danych porównawczych dla podobnych typów materiałów.

Badanie wytrzymałości na zginanie określone w niniejszej normie może być stosowane do badania zachowania się próbek testowych Dynstat w określonych warunkach czteropunktowego zginania oraz do oceny wytrzymałości lub udarności tworzyw sztucznych w warunkach quasi-statycznych w granicach określonych przez warunki badania. Metodę tę można również wykorzystać do uzyskania danych porównawczych dla podobnych typów materiałów.

Oba testy służą przede wszystkim do kontroli jakości i porównywania różnych rodzajów tworzyw sztucznych. Porównując wyniki testów, należy upewnić się, że wymiary i stan próbek testowych oraz warunki testu są takie same.

Norma DIN 53435 zawiera metody określania właściwości mechanicznych tworzyw sztucznych poddanych obciążeniu zginającemu i udarowemu z wykorzystaniem małych próbek testowych Dynstat. Metody te są przydatne do kontroli jakości, porównywania materiałów oraz oceny wytrzymałości lub kruchości tworzyw sztucznych, zwłaszcza w przypadku ograniczonej dostępności materiału (ze względu na mały rozmiar próbki).

Wymiary próbki są niewielkie (zazwyczaj około 10 mm x 4 mm x 15 mm lub podobne), co sprawia, że ​​metoda ta nadaje się do badania cienkich przekrojów, prototypów lub materiałów dostępnych w ograniczonych ilościach. W teście wykorzystuje się urządzenie Dynstat (specjalistyczne narzędzie wahadłowe do niskoenergetycznego uderzenia i zginania). Wyniki pomagają ocenić zależność między kruchością a wytrzymałością w danych warunkach (takich jak temperatura i obecność karbów). Metoda ta jest wykorzystywana przede wszystkim do kontroli jakości i celów porównawczych, a nie do określania bezwzględnych wartości projektowych.

Norma DIN 53435 jest nadal w użyciu, jednak wiele współczesnych testów przesunęło się w kierunku zgodnych z nią odpowiedników międzynarodowych. W szczególności,

• Badanie udarności Charpy'ego z karbem/bez karbu (normy ISO 179-1 i ISO 179-2)
• Badanie udarności metodą Izoda (norma ISO 180)
• Ogólne właściwości gięcia (norma ISO 178)

Ostatnie zmiany doprowadziły do ​​większego dostosowania normy DIN 53435 do norm ISO, co umożliwia lepsze porównywanie wyników.

Norma ta jest powszechnie stosowana w następujących obszarach:

• Przemysł przetwórstwa tworzyw sztucznych i kompozytów
• Kwalifikacje w zakresie komponentów samochodowych i elektrycznych
• Karty katalogowe dostawców materiałów (w szczególności dla sztywnych i półsztywnych tworzyw termoplastycznych i termoutwardzalnych)
• Badanie i analiza uszkodzeń małych części z tworzyw sztucznych.

Krótko mówiąc, norma DIN 53435 oferuje kompaktową i wszechstronną metodę charakterystyki zginania i udarności tworzyw sztucznych z wykorzystaniem klasycznego systemu Dynstat. Chociaż w kontekście globalnym została częściowo zastąpiona metodami ISO, najnowsza wersja gwarantuje jej ważność w konkretnych zastosowaniach, ciągłość starszych danych oraz sytuacje wymagające małych próbek do badań.

Typowe wymagania dotyczące próbek obejmują:

• Kształt: prostokątny lub sześcienny.
• Typowe wymiary: Zwykle ok. 50 mm x 50 mm x 50 mm (w zależności od grubości materiału).
• Metoda cięcia: Próbki muszą być cięte czysto, aby uniknąć uszkodzenia struktury komórkowej.
• Kluczowe cechy próbki:
• W trakcie przygotowywania nie należy kruszyć komórek.
• Powierzchnie muszą być równoległe i płaskie.
• Kierunek testu może być równoległy lub prostopadły do ​​kierunku wzrostu piany.

Do przeprowadzenia testów niezbędny jest następujący sprzęt:

• Uniwersalna maszyna wytrzymałościowa zdolna do obciążania ściskającego.
• Płyty ściskające równoległe
• System pomiaru siły
• Urządzenie do pomiaru odkształceń lub przemieszczeń

Maszyna wytrzymałościowa musi przykładać obciążenie z kontrolowaną i stałą prędkością, aby zagwarantować powtarzalność wyników.

Ogólnie rzecz biorąc, metoda testowania przebiega następująco:

• Kondycjonowanie: Próbki są kondycjonowane w standardowej atmosferze (zwykle 23 stopnie Celsjusza i 50 procent wilgotności względnej).
• Umiejscowienie próbki: Aby zapewnić równomierne rozłożenie obciążenia, próbka testowa jest umieszczana centralnie pomiędzy płytami ściskającymi.
• Obciążenie ściskające: Próbka jest ściskana ze stałą szybkością, zwykle około 10 procent odkształcenia na minutę, lub z inną zdefiniowaną szybkością.
• Rejestrowanie danych: Siła i odkształcenie są stale rejestrowane podczas testu.
• Koniec testu: Test zostanie zatrzymany w następujących sytuacjach:
• Gdy próbka osiągnie określony poziom odkształcenia (np. odkształcenie wynoszące 10 procent).
• Gdy nastąpi zawalenie się lub awaria konstrukcji.

Norma DIN 53435 podaje zazwyczaj następujące ważne parametry:

• Wytrzymałość na ściskanie: Maksymalne naprężenie ściskające, jakie materiał może wytrzymać przed osiągnięciem określonego poziomu zniszczenia lub odkształcenia.
• Naprężenie ściskające przy określonym odkształceniu: Mierzone przy odkształceniu wynoszącym 10 procent, typowa wartość często stosowana do porównań pianek.
• Moduł ściskania: Nachylenie krzywej naprężenie-odkształcenie w obszarze sprężystym przedstawia sztywność.
• Zachowanie odkształcenia: Kształt krzywej naprężenie-odkształcenie pokazuje, w jaki sposób struktura komórkowa załamuje się pod wpływem obciążenia.

Badanie DIN 53435 jest szeroko stosowane w branżach, w których sztywne pianki muszą przenosić obciążenia. Typowe zastosowania obejmują:

• Budynek:
• Panele izolacyjne dachowe
• Panele izolacyjne ścienne
• Panele warstwowe konstrukcyjne
• Automobilowy:
• Komponenty pianki pochłaniającej energię
• Elementy konstrukcyjne z pianki wewnętrznej
• OPAKOWANIE:
• Pianki opakowaniowe ochronne
• Materiały amortyzujące do ciężkich produktów.

Badania zgodne z normą DIN 53435 pomagają inżynierom w następujących obszarach:

• Porównanie różnych składów pianek.
• Aby zapewnić stałą jakość produktu.
• Określenie przydatności do zastosowań w transporcie towarowym.
• Optymalizacja gęstości i struktury komórkowej

Pianki sztywne charakteryzują się trójstopniowym zachowaniem podczas ściskania:

• Obszar sprężysty: początkowe odkształcenie liniowe.
• Region płaskowyżu: zginanie i zapadanie się ściany komórkowej.
• Kondensacja: Komórki całkowicie się zapadają, a napięcie gwałtownie wzrasta.

Zrozumienie tego zachowania jest kluczowe przy projektowaniu materiałów stosowanych w izolacji i konstrukcjach.

Nasza organizacja, dysponująca kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą DIN 53435.