ISO 6603 Plasty - Stanovenie správania sa tuhých plastov pri náraze

Norma „ISO 6603 Plasty – Stanovenie správania sa tuhých plastov pri náraze“, ktorú vydala Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO), pozostáva z nasledujúcich podsekcií publikovaných pod rovnakým názvom:

Norma „ISO 6603-1 Časť 1: Skúšanie nárazom bez použitia nástrojov“ opisuje metódy na stanovenie vlastností prepichnutia a nárazu tuhých plastov vo forme plochých skúšobných vzoriek, ako sú disky alebo štvorcové kusy, za špecifických podmienok. Vzorky môžu byť priamo formované, vyrezané z plechov alebo odobraté z hotových výrobkov. Sú definované rôzne typy skúšobných vzoriek a skúšobné podmienky.

Tieto metódy klesajúcej šípky sa používajú na štúdium správania plastových dosiek alebo foriem pri náraze kolmom na rovinu vzorky. Túto normu možno použiť, ak je postačujúce charakterizovať nárazové správanie plastov s prahovou hodnotou energie nárazu pri pretrhnutí na základe veľkého počtu testovaných vzoriek. Ak je na podrobnú charakterizáciu nárazového správania potrebný diagram závislosti sily od deformácie alebo závislosti sily od času zaznamenaný pri nominálne konštantnej rýchlosti nárazu, platí norma ISO 6603-2.

Tieto skúšobné metódy sú použiteľné pre vzorky s hrúbkou od 1 mm do 4 mm. Pre hrúbky menšie ako 1 mm by sa mala prednostne použiť norma ISO 7765. Hrúbky väčšie ako 4 mm je možné skúšať, ak je vhodné zariadenie, ale táto skúška je mimo rozsahu pôsobnosti noriem ISO 6603-1 a ISO 6603-2.

Tieto metódy sú vhodné pre nasledujúce typy materiálov:

Pevné termoplastické lisovacie a extrúzne materiály vrátane plnených, neplnených a vystužených zmesí a dosiek.
Pevné termosetové lisovacie a extrúzne materiály vrátane plnených a vystužených zmesí, dosiek a laminátov.
Vláknom vystužené termosetové a termoplastické kompozity obsahujúce jednosmerné alebo nejednosmerné výstuže (napr. rohože, tkaniny, tkané pramene, sekané priadze, kombinované a hybridné výstuže, pramene, frézované vlákna a dosky vyrobené z predimpregnovaných materiálov).

Tieto metódy sa vzťahujú aj na hotové výrobky, lamináty a lisované alebo obrábané vzorky z extrudovaných alebo odlievaných plechov.

Výsledky testov sú porovnateľné iba vtedy, ak sú podmienky prípravy vzorky, rozmery a povrchy, ako aj testovacie podmienky, rovnaké. Najmä výsledky získané zo vzoriek rôznych hrúbok nemožno porovnávať. Komplexné posúdenie odozvy na nárazové napätie vyžaduje stanovenie závislosti od rýchlosti nárazu a teploty pre rôzne materiálové premenné, ako je kryštalinita a obsah vlhkosti.

Z tohto testu nie je možné priamo predpovedať nárazové správanie hotových výrobkov, ale vzorky hotových výrobkov je možné odobrať na testovanie pomocou týchto metód.

V zásade sa odolnosť skúšobných telies vhodnej veľkosti voči nárazu určuje úderom na vzorku mazaným zaťaženým úderovým hrotom, ktorý sa púšťa vertikálne zo známej výšky. Skúšobná vzorka sa udrie do jej stredu úderovým hrotom kolmým na jej povrch. Na nastavenie energie v momente nárazu sú povolené dve metódy: zmena hmotnosti pri konštantnej výške a zmena výšky pri konštantnej hmotnosti.

Postup s premenlivou výškou závisí od rýchlosti a v závislosti od rýchlosti deformácie materiálu možno pozorovať rôzne výsledky. Uvádzajú sa dve štatistické testovacie metódy:

Metóda A: Rebríková metóda (individuálna) (preferovaná).
Metóda B: Skupinová metóda (voliteľné).
Norma „ISO 6603-2 Časť 2: Prístrojové skúšky nárazom“ opisuje testovaciu metódu na stanovenie charakteristík prepichnutia tuhých plastov vo forme plochých vzoriek pomocou prístrojov, ktoré merajú silu a priehyb. Táto metóda je použiteľná tam, kde je na podrobnú charakterizáciu správania pri náraze potrebný diagram závislosti sily od priehybu alebo závislosti sily od času zaznamenaný pri nominálnej konštantnej rýchlosti nárazu.

Skúšobná metóda je platná pre vzorky s hrúbkou medzi 1 mm a 4 mm. Táto metóda je vhodná na použitie s nasledujúcimi typmi materiálov:

Pevné termoplastické lisovacie a extrúzne materiály vrátane plnených, neplnených a vystužených zmesí a dosiek.
Pevné termosetové lisovacie a extrúzne materiály vrátane plnených a vystužených zmesí, dosiek a laminátov.
Vláknom vystužené termosetové a termoplastické kompozity obsahujúce jednosmerné alebo viacsmerné výstuže, rohože, tkané textílie, tkané pramene, rezané priadze, kombinované a hybridné výstuže, pramene, frézované vlákna a dosky vyrobené z predimpregnovaných materiálov.

Táto metóda sa vzťahuje aj na lisované alebo spracované vzorky z hotových výrobkov, laminátov a extrudovaných alebo liatych plechov.

Výsledky testov sú porovnateľné iba vtedy, ak sú podmienky prípravy vzorky, rozmery, povrchy a testovacie podmienky rovnaké. Najmä výsledky získané zo vzoriek rôznych hrúbok nemožno porovnávať. Komplexné posúdenie odozvy na nárazové napätie je možné získať určením nárazovej rýchlosti a teploty ako funkcie rôznych materiálových premenných, ako je kryštalinita a obsah vlhkosti.

Správanie hotových výrobkov pri náraze nemožno z tejto skúšky priamo predpovedať, ale vzorky hotových výrobkov je možné odobrať na testovanie pomocou tejto metódy. Testovacie údaje získané pomocou tejto metódy nie sú určené na použitie v konštrukčných výpočtoch. Informácie o typickom správaní materiálu je však možné získať testovaním vzoriek pripravených pri rôznych teplotách a rýchlostiach nárazu, s rôznou hrúbkou a za rôznych podmienok.

Účelom tejto normy nie je poskytnúť interpretáciu mechanizmu, ktorý sa vyskytuje v každom bode diagramu sily a deformácie. Takéto interpretácie sú úlohou vedeckého výskumu.

V zásade sa skúšobná vzorka prepichne cez jej stred pomocou mazaného príklepového vrtáka, kolmo na povrch skúšobnej vzorky a nominálne rovnomernou rýchlosťou. Výsledný diagram závislosti sily od priehybu alebo sily od času sa zaznamenáva elektronicky. Skúšobná vzorka by mala byť (najlepšie) počas skúšky držaná v pevnej polohe.

Diagram závislosti sily od deformácie získaný z týchto testov zaznamenáva správanie vzorky pri náraze, čo umožňuje odvodiť rôzne charakteristiky správania sa materiálu.

Normy ISO 6603 sú celosvetovo uznávané normy, ktoré merajú, ako dobre pevné plasty odolávajú prepichnutiu a roztrhnutiu pri vysokej rýchlosti. Ide o typ poškodenia nárazom, ktorý tradičné testy ako Charpy alebo Izod nedokážu správne posúdiť. Tieto normy sa považujú za dôležité z nasledujúcich dôvodov:

Simuluje reálne poruchové režimy: početné plastové časti sú prepichnuté a rozbité (napr. kameň naraziaci na nárazník auta, nástroj spadnutý na priehradku na batériu, koleno narazené na vnútorný panel dverí). Táto norma priamo replikuje tento viacosový, vysokorýchlostný defekt.
Nevyhnutné pre bezpečnostne kritické komponenty: Široko požadované v automobilovom priemysle (bezpečnosť interiéru, ochrana chodcov, ochrana batérií elektrických vozidiel), prilbách, ochranných prostriedkoch a krytoch zdravotníckych pomôcok, kde odolnosť voči prenikaniu môže zabrániť zraneniu alebo úniku.
Rozlišuje medzi tvárnym a krehkým správaním: Prístrojová verzia zobrazuje kompletnú krivku sily a deformácie, ktorá odhaľuje, či materiál absorbuje energiu po prvej trhline (tvárny = bezpečnejší) alebo sa okamžite láme (krehký).
Umožňuje spravodlivé porovnanie materiálov: Používa pevnú geometriu impaktora (polguľovitý hrot 20 mm), kompresiu a rýchlosť (približne 4,4 m/s), takže je možné priamo porovnať výsledky pre PC, ABS, PP, PA, kompozity a podobné materiály z akéhokoľvek laboratória na svete.
Primárne požadované špecifikáciami výrobcu originálneho vybavenia: Často nariadené výrobcami automobilov, značkami spotrebného tovaru a regulačnými orgánmi, kde sa vyžaduje preukázanie defektu.
Slúži na usmernenie výberu materiálu a návrhu súčiastok: Konštruktéri používajú tieto štandardné údaje na výber tvrdších akostí, optimalizáciu rebrovania/hrúbky alebo prechod z krehkých na tvárne formulácie (napr. pridaním modifikátorov rázovej húževnatosti).
Premosťuje priepasť medzi laboratórnymi testami a reálnymi situáciami: poskytuje oveľa lepšiu koreláciu medzi poruchami v teréne a nárazovými skúškami so zárezovou tyčou, najmä pre ploché alebo mierne zakrivené diely (tepelne tvarované podnosy, puzdrá, panely).

Záverom možno povedať, že norma ISO 6603 je jednou z najdôležitejších noriem charakterizujúcich výkonnosť tuhých plastov pri vysokorýchlostnom prepichnutí. Prepojením jednoduchých testov s pádovou záťažou s vysoko sofistikovanými prístrojovými testami poskytuje inžinierom spoľahlivé a porovnateľné údaje o tom, ako plasty odolávajú prenikaniu a absorbujú energiu za podmienok, ktoré simulujú reálne nehody alebo nesprávne použitie.

Naša organizácia so svojimi kompetentnými a skúsenými zamestnancami už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov riadenia. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby podnikom v súlade s normou „ISO 6603 Plasty – Stanovenie správania sa tuhých plastov pri náraze“.