ISO 6603 Plásticos - Determinação do comportamento ao impacto por perfuração de plásticos rígidos

ISO 6603 Plásticos - Determinação do comportamento ao impacto por perfuração de plásticos rígidos

A norma “ISO 6603 Plásticos - Determinação do comportamento ao impacto de perfurações em plásticos rígidos”, publicada pela Organização Internacional de Normalização (ISO), consiste nas seguintes subseções publicadas sob o mesmo título:

ISO 6603 Plásticos - Determinação do comportamento ao impacto por perfuração de plásticos rígidos

  • A norma “ISO 6603-1 Parte 1: Ensaios de impacto sem ferramentas” descreve métodos para determinar as propriedades de impacto por perfuração de plásticos rígidos na forma de corpos de prova planos, como discos ou peças quadradas, sob condições específicas. Os corpos de prova podem ser moldados diretamente, cortados de chapas ou retirados de produtos acabados. Diferentes tipos de corpos de prova e condições de ensaio são definidos.

Esses métodos de seta descendente são usados ​​para estudar o comportamento de chapas ou moldes de plástico sob um impacto aplicado perpendicularmente ao plano da amostra. Esta norma pode ser usada se for suficiente para caracterizar o comportamento ao impacto de plásticos com um valor limite de energia de ruptura por impacto baseado em um grande número de corpos de prova. Se um diagrama força-deflexão ou força-tempo registrado a uma velocidade de impacto nominalmente constante for necessário para uma caracterização detalhada do comportamento ao impacto, aplica-se a norma ISO 6603-2.

Esses métodos de ensaio são aplicáveis ​​a amostras com espessura entre 1 mm e 4 mm. Para espessuras inferiores a 1 mm, recomenda-se o uso da norma ISO 7765. Espessuras superiores a 4 mm podem ser ensaiadas se o equipamento for adequado, mas esse ensaio está fora do escopo das normas ISO 6603-1 e ISO 6603-2.

Esses métodos são adequados para os seguintes tipos de materiais:

  • Materiais termoplásticos rígidos para moldagem e extrusão, incluindo compostos e chapas com carga, sem carga e reforçados.
  • Materiais rígidos termofixos para moldagem e extrusão, incluindo compostos com carga e reforçados, chapas e laminados.
  • Compósitos termofixos e termoplásticos reforçados com fibras contendo reforços unidirecionais ou não unidirecionais (por exemplo, mantas, tecidos, mechas tecidas, fios picados, reforços combinados e híbridos, mechas, fibras moídas e folhas feitas de materiais pré-impregnados).

Esses métodos também se aplicam a produtos acabados, laminados e amostras moldadas ou usinadas a partir de chapas extrudadas ou fundidas.

Os resultados dos testes são comparáveis ​​apenas se as condições de preparação da amostra, as dimensões e as superfícies, bem como as condições de teste, forem as mesmas. Em particular, os resultados obtidos de amostras com diferentes espessuras não podem ser comparados. Uma avaliação abrangente da resposta ao estresse de impacto requer determinações em função da velocidade e da temperatura do impacto para diferentes variáveis ​​do material, como cristalinidade e teor de umidade.

O comportamento ao impacto dos produtos acabados não pode ser previsto diretamente a partir deste teste, mas amostras dos produtos acabados podem ser coletadas para testes utilizando esses métodos.

Em princípio, a resistência ao impacto de corpos de prova de tamanho adequado é determinada golpeando-os com uma ponta de impacto lubrificada e ponderada, solta verticalmente de uma altura conhecida. O corpo de prova é golpeado em seu centro com uma ponta de impacto perpendicular à sua superfície. Dois métodos são permitidos para ajustar a energia no momento do impacto: alterando a massa a uma altura constante e alterando a altura a uma massa constante.

O procedimento de altura variável depende da velocidade, e diferentes resultados podem ser observados dependendo da taxa de deformação do material. Dois métodos de teste estatístico são apresentados:

  • Método A: O método da escada (individual) (preferencial).
  • Método B: Método de grupo (opcional).
  • A norma “ISO 6603-2 Parte 2: Ensaios de impacto instrumentados” descreve um método de ensaio para determinar as características de impacto por perfuração de plásticos rígidos na forma de corpos de prova planos, utilizando instrumentos que medem força e deflexão. Este método é aplicável quando um diagrama força-deflexão ou força-tempo, registrado a uma velocidade de impacto nominal constante, é necessário para a caracterização detalhada do comportamento ao impacto.

O método de ensaio é válido para amostras com espessura entre 1 mm e 4 mm. Este método é adequado para uso com os seguintes tipos de materiais:

  • Materiais termoplásticos rígidos para moldagem e extrusão, incluindo compostos e chapas com carga, sem carga e reforçados.
  • Materiais rígidos termofixos para moldagem e extrusão, incluindo compostos com carga e reforçados, chapas e laminados.
  • Compósitos termofixos e termoplásticos reforçados com fibras, contendo reforços unidirecionais ou multidirecionais, mantas, tecidos, mechas tecidas, fios cortados, reforços combinados e híbridos, mechas, fibras moídas e folhas feitas de materiais pré-impregnados.

Este método também se aplica a amostras moldadas ou processadas de produtos acabados, laminados e chapas extrudadas ou fundidas.

Os resultados dos testes são comparáveis ​​apenas se as condições de preparação da amostra, as dimensões, as superfícies e as condições de teste forem as mesmas. Em particular, os resultados obtidos de amostras com diferentes espessuras não podem ser comparados. Uma avaliação abrangente da resposta ao estresse de impacto pode ser obtida determinando-se a velocidade e a temperatura do impacto em função de diferentes variáveis ​​do material, como cristalinidade e teor de umidade.

O comportamento ao impacto de produtos acabados não pode ser previsto diretamente por este teste, mas amostras de produtos acabados podem ser coletadas para testes utilizando este método. Os dados de teste desenvolvidos por este método não se destinam ao uso em cálculos de projeto. No entanto, informações sobre o comportamento típico do material podem ser obtidas testando amostras preparadas em diferentes temperaturas e velocidades de impacto, com espessuras variáveis ​​e sob diferentes condições.

O objetivo desta norma não é fornecer uma interpretação do mecanismo que ocorre em cada ponto do diagrama força-deflexão. Essas interpretações são tarefa da pesquisa científica.

Em princípio, o corpo de prova é perfurado em seu centro utilizando uma broca de impacto lubrificada, perpendicularmente à superfície do corpo de prova e a uma velocidade nominalmente uniforme. O diagrama resultante de força-deflexão ou força-tempo é registrado eletronicamente. O corpo de prova deve (preferencialmente) ser mantido em posição estacionária durante o ensaio.

O diagrama força-deflexão obtido nesses testes registra o comportamento do impacto da amostra, permitindo inferir diversas características do comportamento do material.

As normas ISO 6603 são reconhecidas globalmente e medem a resistência de plásticos rígidos a perfurações e rasgos em alta velocidade. Este é um tipo de dano por impacto que testes tradicionais, como Charpy ou Izod, não conseguem avaliar adequadamente. Essas normas são consideradas importantes pelos seguintes motivos:

  • Simula modos de falha do mundo real: inúmeras peças de plástico são perfuradas e quebradas (por exemplo, uma pedra atingindo o para-choque de um carro, uma ferramenta caindo sobre a bandeja da bateria, um joelho atingindo o painel interno da porta). Esta norma replica diretamente essa perfuração multiaxial em alta velocidade.
  • Essencial para componentes críticos de segurança: Amplamente exigido na indústria automotiva (segurança interna, proteção de pedestres, proteção da bateria de veículos elétricos), capacetes, equipamentos de proteção e invólucros de dispositivos médicos, onde a resistência à penetração pode evitar lesões ou vazamentos.
  • O equipamento distingue entre comportamento dúctil e frágil: a versão instrumentada exibe a curva completa de força-deflexão, revelando se o material absorve energia após a primeira fissura (dúctil = mais seguro) ou se fratura imediatamente (frágil).
  • Permite uma comparação justa de materiais: utiliza uma geometria de impactor fixa (ponta hemisférica de 20 mm), compressão e velocidade (aproximadamente 4,4 m/s), de modo que os resultados para PC, ABS, PP, PA, compósitos e similares, de qualquer laboratório do mundo, podem ser comparados diretamente.
  • Exigido principalmente pelas especificações do fabricante do equipamento original: Frequentemente exigido por fabricantes de automóveis, marcas de produtos de consumo e órgãos reguladores onde é necessária a comprovação do desempenho em relação a furos.
  • Isso orienta a seleção de materiais e o projeto de peças: os projetistas usam esses dados padrão para selecionar classes de materiais mais duras, otimizar nervuras/espessura ou alternar entre formulações frágeis e dúcteis (por exemplo, adicionando modificadores de impacto).
  • Ele preenche a lacuna entre os testes de laboratório e as situações da vida real: proporciona uma correlação muito melhor entre as falhas em campo e os testes de impacto com barra entalhada, especialmente para peças planas ou ligeiramente curvas (bandejas termoformadas, caixas, painéis).

Em conclusão, a norma ISO 6603 é uma das mais importantes para caracterizar o desempenho de plásticos rígidos em impactos perfurantes de alta velocidade. Ao combinar testes simples de queda de peso com testes instrumentados altamente sofisticados, ela fornece aos engenheiros dados confiáveis ​​e comparáveis ​​sobre como os plásticos resistem à penetração e absorvem energia em condições que simulam acidentes ou uso indevido no mundo real.

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