DIN 53577 Określanie wartości naprężenia ściskającego i charakterystyki naprężenia ściskającego-odkształcenia dla elastycznych materiałów komórkowych

Norma Niemieckiego Instytutu Normalizacyjnego (DIN) „DIN 53577 Określanie wartości naprężenia ściskającego i charakterystyki naprężenie-odkształcenie ściskające dla elastycznych materiałów komórkowych” opisuje metodę badawczą służącą do określania zachowania elastycznych materiałów komórkowych (takich jak pianki poliuretanowe, pianki polietylenowe i inne miękkie pianki sprężyste) pod wpływem ściskania. Metoda ta mierzy naprężenie ściskające (siłę na jednostkę powierzchni) wymagane do osiągnięcia określonych poziomów odkształcenia (odkształcenia) i wykreśla krzywą naprężenie-odkształcenie (charakterystykę naprężenie-odkształcenie ściskające).

Główne obszary zastosowania tej normy to:

• Aby scharakteryzować twardość lub sztywność pianki.
• Kontrola jakości w produkcji pianki.
• Dobór materiałów na siedzenia, poduszki, opakowania, izolację, wnętrza samochodów i materiały akustyczne.
• Porównanie różnych gęstości piany i składów.

Norma ta ma zastosowanie w szczególności do pianek elastycznych o niskiej i średniej gęstości.

Test zazwyczaj obejmuje następujące elementy:

• Przygotowanie znormalizowanych próbek testowych (zazwyczaj cylindrycznych lub sześciennych o określonych wymiarach). Próbki gumy są przygotowywane z określonymi wymiarami i stanem powierzchni.
• Próbka jest ściskana z kontrolowaną prędkością między równoległymi płytkami. Próbka jest dociskana do obracającej się powierzchni ściernej (zazwyczaj bębna wyłożonego papierem ściernym) i przykładana jest określona siła/obciążenie.
• Ilość zużytej gumy mierzy się jako utratę objętości lub masy, a naprężenie ściskające rejestruje się przy różnych procentach ugięcia (zwykle 25%, 40%, 50% i 60% ściskania).
• Tworzenie krzywej naprężenie-odkształcenie, która pokazuje, jak materiał opiera się ściskaniu.

Przykładowe wartości z kart technicznych produktów (dla pianki PE o zamkniętych komórkach usieciowanej, gęstość ok. 45 kg/m³ ⁾ :

• Sprężanie 25%: około 50 kPa
• Sprężanie 40%: około 90 kPa
• Sprężanie 50%: około 135 kPa
• Sprężanie 60%: około 210 kPa

Wartości te pomagają inżynierom ocenić sztywność wgniecenia, nośność i przydatność do konkretnych zastosowań.

Norma DIN 53577 została dziś w dużej mierze zastąpiona następującymi normami międzynarodowymi:

• EN ISO 3386-1 Komórkowe elastyczne materiały polimerowe – Oznaczanie właściwości naprężenie-odkształcenie przy ściskaniu – Część 1: Materiały o małej gęstości
• EN ISO 3386-2 Elastyczne materiały polimerowe komórkowe – Oznaczanie właściwości naprężenie-odkształcenie przy ściskaniu – Część 2: Materiały o dużej gęstości

Wiele współczesnych kart katalogowych nadal odwołuje się do normy DIN 53577 obok lub zamiast normy ISO 3386, ponieważ jest ona powszechnie stosowana w przemyśle europejskim od wielu lat. Zasady testowania są bardzo podobne.

Poniższe normy odnoszą się do normy DIN 53577:

• DIN 53420 i ISO 845: Oznaczanie gęstości tworzyw sztucznych komórkowych.
• DIN 53571: Wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie pianek elastycznych.
• Seria ISO 3386: Podstawowy międzynarodowy odpowiednik normy naprężenie-odkształcenie ściskające.
• DIN EN ISO 2439: Twardość metodą wciskania (powiązana, ale inna metoda).

W połączeniu z tym często stosuje się badania trwałej deformacji przy ściskaniu (trwałej deformacji po ściskaniu) (np. DIN 53572 lub ISO 1856).

W branżach takich jak meblarska, motoryzacyjna i opakowaniowa norma DIN 53577 lub jej następczyni ISO zapewniają stałe właściwości mechaniczne pianek. Pianka o wyższych wartościach naprężenia ściskającego przy danym ugięciu jest bardziej wytrzymała i może przenosić większe obciążenia bez nadmiernego odkształcania.

Krótko mówiąc, norma DIN 53577 zawiera metody określania odporności na zużycie gumy i elastomerów. Odporność na zużycie to kluczowa właściwość, która wskazuje, jak dobrze materiał jest odporny na zużycie spowodowane tarciem, ocieraniem lub uderzeniami mechanicznymi podczas użytkowania. Norma ta jest szeroko stosowana w sektorach takich jak motoryzacja, obuwie, systemy przenośników i przemysłowe wyroby gumowe.

Główne cele normy DIN 53577 są następujące:

• Ocena zachowania się gumy podczas zużycia w kontrolowanych warunkach.
• Aby zapewnić porównywalne i powtarzalne wyniki dla różnych materiałów.
• Wspieranie doboru materiałów i kontroli jakości.
• Oszacowanie żywotności w zastosowaniach, w których występuje tarcie.

Kluczowe zmienne kontrolowane zgodnie z normą DIN 53577 są następujące:

• Zastosowane obciążenie
• Prędkość powierzchni ściernej
• Rodzaj i ziarnistość papieru ściernego
• Czas trwania lub odległość ślizgu
• Warunki środowiskowe (temperatura, wilgotność)

Norma DIN 53577 jest szczególnie ważna w przypadku materiałów stosowanych w następujących obszarach:

• Opony i uszczelki samochodowe
• przenośniki taśmowe
• Podeszwy butów
• Cylindry przemysłowe
• Powłoki ochronne gumowe

Zalety normy DIN 53577 są następujące:

• Zapewnia standaryzowane i powtarzalne wyniki.
• Umożliwia porównanie różnych składów gumy.
• Pomaga w rozwoju i optymalizacji produktu.
• Wspiera zgodność ze standardami jakości.

Norma ta ma jednak pewne ograniczenia:

• Warunki laboratoryjne mogą nie odzwierciedlać rzeczywistych warunków zużycia.
• Wyniki mogą być nieprawidłowe ze względu na zmiany w projekcie testu.
• Nie wszystkie rodzaje zużycia (np. przecięcia, rozdarcia) są w pełni uwzględnione.

Zużycie jest jednym z najczęstszych mechanizmów powodujących awarie wyrobów gumowych. Pomaga producentom w następujących obszarach:

• Aby zwiększyć wytrzymałość i wydajność.
• Aby obniżyć koszty konserwacji i wymiany.
• Zapewnienie niezawodności w trudnych warunkach.

Podsumowując, norma DIN 53577 odgrywa kluczową rolę w ocenie odporności na zużycie materiałów gumowych. Zapewniając spójną i rzetelną metodologię badań, pomaga ona przedsiębiorstwom w opracowywaniu trwalszych i wysokowydajnych produktów elastomerowych, odpowiednich do rzeczywistych zastosowań.

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 53577.