ISO 294 Plasty - Vstrekovanie skúšobných vzoriek termoplastických materiálov

Mnoho faktorov v procese vstrekovania plastov ovplyvňuje vlastnosti tvarovaných skúšobných vzoriek a následne aj namerané hodnoty získané pri použití vzoriek v testovacej metóde. Mechanické vlastnosti takýchto vzoriek sú vysoko závislé od podmienok procesu tvarovania použitého na prípravu vzoriek. Presné definovanie každého kľúčového parametra procesu tvarovania je základnou požiadavkou pre reprodukovateľné a porovnateľné prevádzkové podmienky. Pri definovaní podmienok tvarovania je dôležité zvážiť potenciálne vplyvy týchto podmienok na určované vlastnosti.

Termoplasty sa líšia morfológiou kryštalinity (pre kryštalické a semikryštalické polyméry), fázovou morfológiou (pre heterogénne termoplasty) a molekulárnou orientáciou v dôsledku anizotropných plniv, ako sú krátke vlákna. Vlastnosti ovplyvňujú aj zvyškové (zmrznuté) napätia vo lisovaných testovacích vzorkách a tepelná degradácia polyméru počas lisovania. Každý z týchto faktorov musí byť kontrolovaný, aby sa minimalizovala variabilita číselných hodnôt nameraných vlastností. Všetky opísané formy ISO sú určené na inštaláciu do existujúcich vstrekovacích zariadení a majú vymeniteľné zaslepovacie dosky.

Norma „ISO 294 Plasty – Vstrekovanie skúšobných vzoriek z termoplastických materiálov“, ktorú vypracovala Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO), pozostáva z nasledujúcich podsekcií publikovaných pod rovnakým názvom:

• Norma ISO 294-1 Časť 1: Všeobecné zásady a formovanie viacúčelových a tyčových skúšobných vzoriek opisuje všeobecné zásady, ktoré sa majú dodržiavať pri vstrekovaní skúšobných vzoriek termoplastických materiálov. Táto norma tiež podrobne opisuje návrhy foriem na prípravu dvoch typov vzoriek (typy A1 a B1, ako je špecifikované v norme ISO 20753) na použitie pri získavaní referenčných údajov a poskytuje základ pre stanovenie reprodukovateľných podmienok formovania.

Účelom tejto normy je poskytnúť konzistentné opisy kľúčových parametrov procesu formovania a zaviesť jednotný postup pre hlásenie podmienok formovania. Špecifické podmienky požadované pre reprodukovateľnú prípravu skúšobných vzoriek sa líšia pre každý použitý materiál a môžu byť špecifikované v norme pre konkrétny materiál alebo dohodnuté zúčastnenými stranami. Medzilaboratórne testy s akrylonitril/butadién/styrénom (ABS), styrénom/butadiénom (SB) a poly(metylmetakrylátom) (PMMA) ukázali, že návrh formy je dôležitým faktorom reprodukovateľnosti prípravy skúšobných vzoriek.

• Norma „ISO 294-2 Časť 2: Malé ťahové tyče“ opisuje štvordutinovú formu typu C ISO na vstrekovanie malých ťahových tyčí (skúšobná vzorka typu CW11 podľa normy ISO 20753) s rozmermi najmenej 60 mm x 10 mm x 3 mm.
• Norma „ISO 294-3 Časť 3: Malé plechy“ definuje dve dvojdutinové formy (ISO formy typu D1 a D2) na vstrekovanie malých plechov s rozmermi 60 mm x 60 mm a hrúbkou 1 mm (typ D1) alebo 2 mm (typ D2). Tieto formy sa môžu použiť v rôznych testoch. Na formy je možné nainštalovať aj ďalšie komponenty na skúmanie vplyvu zvarových línií na mechanické vlastnosti.
• Norma „ISO 294-4 Časť 4: Stanovenie zmršťovania formy“ opisuje metódu na stanovenie zmršťovania po vstrekovaní a zmršťovania po vstrekovaní vstrekovaných termoplastických skúšobných vzoriek v smeroch rovnobežných a kolmých na smer toku taveniny. Stanovenie zmršťovania termosetom je uvedené v norme ISO 2577.

Zmrašťovanie pri lisovaní definované v tejto norme nezahŕňa vplyv absorpcie vlhkosti. Toto je zahrnuté v zmrašťovaní po lisovaní, a teda v celkovom zmrašťovaní. V prípadoch, keď je zmrašťovanie po lisovaní spôsobené výlučne absorpciou vlhkosti, platí norma ISO 175. Zmrašťovanie pri lisovaní definované v tejto norme predstavuje voľné zmrašťovanie vyplývajúce z neobmedzenej deformácie chladiacich dosiek počas doby výdrže vo forme. Preto sa považuje za maximálnu hodnotu akéhokoľvek obmedzeného zmrašťovania.

• Norma „ISO 294-5 Časť 5: Príprava štandardných vzoriek na skúmanie anizotropie“ opisuje formu (nazývanú ISO forma typu F) na vstrekovanie dosiek s preferovanou veľkosťou 80 mm x 120 mm a minimálnou veľkosťou 80 mm x najmenej 90 mm a preferovanou hrúbkou 2 mm pre jednobodový a viacbodový zber údajov.

Zistilo sa, že poskytuje maximálne anizotropné vlastnosti s iba malou citlivosťou na rýchlosť vstrekovania. Vždy, keď je to možné, sa používa dvojdutinová forma. Pri navrhovaní plastových dielov to poskytuje horné a dolné limity pevnostných vlastností v ťahu. Prispôsobenie hrúbky plechu špecifickej hrúbke dielu nie je vhodným kritériom kvôli vplyvu rýchlosti plnenia formy a geometrie dielu na anizotropiu. Skúmanie anizotropie materiálov je špecializovaný postup určený na usmernenie návrhu foriem pre konečné aplikácie a nie je určený ako nástroj kontroly kvality.

Pri vstrekovaní termoplastických materiálov môže tok roztaveného polyméru ovplyvniť orientáciu plnív, ako sú sklolaminát alebo polymérne reťazce, čo vedie k anizotropnému správaniu.

Na účely tejto normy sa smer prúdenia definuje ako smer od otvoru formy k najvzdialenejšiemu koncu dutiny formy a priečny smer sa definuje ako smer kolmý na smer prúdenia. Forma typu F nie je určená na nahradenie formy typu D používanej na stanovenie zmršťovania termoplastov pri lisovaní.

Norma ISO 294 je dôležitá z nasledujúcich dôvodov:

• Štandardizácia skúšobných vzoriek: Táto norma definuje podmienky tvarovania, rozmery a konštrukcie vzoriek používaných na skúšky mechanických a fyzikálnych vlastností (ako je pevnosť v ťahu a odolnosť proti nárazu). Tým sa eliminujú odchýlky vyplývajúce z procesu prípravy vzorky, ktoré by mohli skresliť výsledky skúšok.
• Reprodukovateľnosť výsledkov: Táto norma štandardizuje spôsob výroby testovaných vzoriek a zabezpečuje, že rovnaký materiál sa správa podobne v testoch vykonávaných v rôznych laboratóriách po celom svete. To je kľúčové pre kontrolu kvality, certifikáciu a porovnávanie materiálov.
• Podpora charakterizácie materiálov: Výrobcovia a výskumníci používajú túto normu na prípravu vzoriek na hodnotenie materiálov za jednotných podmienok. Toto je obzvlášť dôležité vo výskume a vývoji, kde je porovnanie rôznych polymérov za rovnakých podmienok nevyhnutné.
• Súlad s predpismi a certifikáciou: Mnohé odvetvia (automobilový, letecký, zdravotnícky) vyžadujú, aby boli materiály testované podľa noriem ISO, aby spĺňali bezpečnostné a výkonnostné predpisy.
• Uľahčuje globálny obchod: Táto norma prispieva k medzinárodnej harmonizácii a umožňuje cezhraničným výrobcom a zákazníkom dôverovať výsledkom testov materiálov bez potreby opakovaného testovania.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky vo všetkých sektoroch prostredníctvom širokej škály testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich aktivít, sa môže pochváliť silným tímom zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou „ISO 294 Plasty – Vstrekovanie skúšobných vzoriek termoplastických materiálov“.