DIN 53423 Skúšanie tuhých bunkových materiálov - Skúška ohybom

Norma „DIN 53423 Skúšanie tuhých bunkových materiálov – Skúška ohybom“, ktorú vydal Nemecký inštitút pre normalizáciu (DIN), opisuje, ako vykonávať skúšky ohybom na tuhých bunkových materiáloch, ako sú tuhé peny. Táto norma sa často odkazuje v listoch údajov o materiáloch, najmä pre polyuretánové (PU) peny, polymetakrylamidové (PMI) peny, melamínové peny a podobné výrobky z tuhej peny používané v izoláciách, stavebníctve, leteckom priemysle, modelovacích doskách a kompozitných jadrových materiáloch.

Staršie testy tuhej peny boli vo všeobecnosti založené na tejto sérii noriem DIN, napríklad DIN 53421 pre kompresiu a DIN 53423 pre ohyb/flexibilitu. V súčasnosti sa väčšina medzinárodných testov posunula smerom ku kompatibilným medzinárodným normám, ako napríklad:

• EN ISO 1209 Tuhé celulárne plasty - Stanovenie ohybových vlastností
• ISO 178 Plasty - Stanovenie ohybových vlastností (táto norma bola v niektorých kontextoch upravená pre peny)
• ASTM D790 Štandardné skúšobné metódy pre ohybové vlastnosti nevystužených a vystužených plastov a elektroizolačných materiálov.

Mnoho výrobcov materiálov stále uvádza normované hodnoty DIN 53423 v starších technických listoch pre historické porovnanie alebo preto, že sa na ne odvolávajú staršie certifikáty/produkty.

Podľa normy DIN 53423 ohybové skúšky určujú správanie sa vzoriek z tuhej peny pri trojbodovom alebo štvorbodovom ohybovom zaťažení až do lomu alebo definovanej deformácie. Základné typické charakteristiky sú:

• Pevnosť v ohybe: Zvyčajne sa vyjadruje v N/mm2 alebo MPa (napätie pri lome alebo pri špecifickom priehybe)
• Modul pružnosti v ohybe: Tuhosť v ohybe v N/mm².

Typické testovacie nastavenie je nasledovné:

• Obdĺžnikové tyčovité vzorky (rozmery zvyčajne 20 x 20 x 120 mm alebo podobné)
• Trojbodové ohybanie so špecifickým rozpätím podopretia a mierou zaťaženia.
• Meranie až do zlomu alebo špecifikovaného napätia.

Tuhé peny vykazujú širokú variabilitu v závislosti od ich hustoty a typu:

• Polyuretánové montážne/expandovacie peny s nízkou hustotou: Pevnosť v ohybe približne 0,7 – 7 N/cm2.
• Vysokohustotné tuhé PU peny: Pevnosť v ohybe približne 20 – 34 N/mm2.
• Štrukturálne peny PMI: Výrazne vyššie hodnoty, zvyčajne v porovnaní s normami DIN 53423, ISO 1209 a ASTM D790.
• Penové dosky: Typické typy na zobrazovanie/modelovanie majú pevnosť v ohybe približne 2 – 4 N/mm2.

Tieto hodnoty sa často nachádzajú v technických listoch údajov pre izolačné peny, sendvičové panely, peny na zárubne a kompozitné materiály.

Normy DIN 5342x tvorili donedávna základ mnohých európskych metód charakterizácie peny. Aj po ich stiahnutí zostávajú rozpoznateľným referenčným bodom pri porovnávaní historických vlastností materiálov alebo pri čítaní starých certifikátov či patentov.

V súčasnosti sa pri testovaní tuhých celulárnych plastov používajú nasledujúce normy:

• Normy ISO 1209 alebo EN ISO 1209 pre vlastnosti tuhých pien pri priamom ohybe.
• Príprava vzoriek, rýchlosť testovania a metódy výpočtu sú veľmi podobné.

Stručne povedané, norma DIN 53423 poskytuje metódu na určenie ohybového správania tuhých bunkových materiálov, ako sú tuhé peny. Keďže je však norma DIN 53423 už zastaraná, ako moderné alternatívy sa navrhujú medzinárodné normy ako ISO 1209-1 a ISO 1209-2.

Hlavným účelom normy DIN 53423 je vyhodnotiť odolnosť tuhých bunkových materiálov voči ohybovému zaťaženiu. Aplikáciou kontrolovanej sily na vzorku sa pri skúške určí, aké zaťaženie materiál znesie predtým, ako sa deformuje alebo láme.

Tieto informácie pomáhajú výrobcom a výskumníkom v nasledujúcich oblastiach:

• Hodnotenie štrukturálnej integrity tuhých pien.
• Porovnanie rôznych zložení alebo hustôt peny
• Hodnotenie konzistentnosti kvality vo výrobe.
• Na určenie vhodnosti na nosné alebo izolačné aplikácie.

Medzi typické testované materiály patria:

• Tvrdé polyuretánové (PUR/PIR) peny
• Polystyrénové peny (EPS, XPS)
• Fenolové peny
• Iné tuhé celulárne plasty používané v izolačných alebo sendvičových konštrukciách.

Norma DIN 53423 používa trojbodovú konfiguráciu ohýbania. Základný princíp je nasledovný:

• Obdĺžniková skúšobná vzorka je podopretá v dvoch bodoch (podperách).
• Do stredu vzorky sa aplikuje náboj.
• Sila spôsobí ohnutie vzorky.

Aplikované zaťaženie a výsledná deformácia sa zaznamenávajú, kým nedôjde k definovanej deformácii alebo lomu. Táto metóda poskytuje meranie ohybového správania materiálu pri ohybovom namáhaní, čo je rozhodujúce pre tuhé bunkové materiály, ktoré sú v reálnych aplikáciách často vystavené ohybovému zaťaženiu.

Test zvyčajne vyžaduje nasledovné:

• Univerzálny testovací stroj s riadeným zaťažením (UTM)
• Trojbodový ohýbací prípravok s dvoma podperami a centrálnym nakladacím nosom.
• Systém merania odchýlok na zaznamenávanie posunutia.
• Systém zberu údajov na zachytenie kriviek závislosti zaťaženia od priehybu.

Zaťaženie sa aplikuje postupne konštantnou rýchlosťou, pričom sa sleduje odozva vzorky.

Vzorky použité v teste majú zvyčajne nasledujúce vlastnosti:

• Obdĺžnikový tvar
• Definovaná dĺžka, šírka a hrúbka
• Hladká bunková štruktúra nepoškodená počas rezania.

Správna úprava vzoriek (teplota a vlhkosť) pred testovaním je zvyčajne nevyhnutná na zabezpečenie reprodukovateľných výsledkov.

Zjednodušený postup testovania zahŕňa nasledovné:

• Príprava vzorky: Vzorky sa narežú na špecifikované rozmery. Sú kondicionované za kontrolovaných laboratórnych podmienok.
• Montáž vzorky: Vzorka sa umiestni medzi dve podpery ohýbacieho prípravku.
• Zaťaženie: Sila pôsobí na stred vzorky s konštantnou rýchlosťou priečnej hlavice.
• Meranie: Počas skúšky sa zaznamenáva zaťaženie a priehyb.
• Zlom alebo cieľová odchýlka: Testovanie pokračuje, kým sa vzorka nezlomí alebo nedosiahne definovanú deformáciu.

Skúška ohybom umožňuje stanovenie nasledujúcich parametrov:

• Ohybové zaťaženie v momente zlomu
• Zaťaženie pri stanovenej odchýlke
• Krivka závislosti zaťaženia od deformácie
• Relatívna tuhosť v ohybe

Tieto hodnoty pomáhajú charakterizovať mechanické správanie tuhých celulárnych plastov, najmä v aplikáciách, kde dochádza k ohybovým napätiam.

Norma DIN 53423 už nie je platná a bola z veľkej časti nahradená nasledujúcimi medzinárodnými normami:

• ISO 1209-1 Základná skúška ohybom pre tuhé penové plasty.
• ISO 1209-2 Stanovenie pevnosti v ohybe a modulu pružnosti.

Tieto normy poskytujú komplexnejšie metódy vrátane výpočtu pevnosti v ohybe a modulu pružnosti pomocou trojbodového ohybového systému.

Naša organizácia s kompetentnými a skúsenými zamestnancami už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby, ktoré potrebujú, a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov manažérstva. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou DIN 53423.