DIN 53453 การทดสอบพลาสติก - การทดสอบการดัดงอด้วยแรงกระแทก

DIN 53453 การทดสอบพลาสติก - การทดสอบการดัดงอด้วยแรงกระแทก

มาตรฐาน “DIN 53453 การทดสอบพลาสติก - การทดสอบการดัดกระแทก” ซึ่งเผยแพร่โดยสถาบันมาตรฐานแห่งเยอรมนี (DIN) อธิบายวิธีการประเมินพฤติกรรมของชิ้นงานทดสอบพลาสติกภายใต้เงื่อนไขการรับแรงดัดกระแทกที่กำหนดไว้

DIN 53453 การทดสอบพลาสติก - การทดสอบการดัดงอด้วยแรงกระแทก

วิธีการนี้ใช้ในการหาค่าความแข็งแรงต่อแรงกระแทก หรือความแข็งแรงต่อแรงกระแทกแบบมีรอยบากของพลาสติก โดยการวัดพลังงานที่ดูดซับระหว่างการดัดงอ/แตกหักอย่างฉับพลัน ผลลัพธ์มักจะรายงานเป็นกิโลจูลต่อตารางเมตร (kJ/m²)

วัตถุประสงค์หลักของมาตรฐานนี้คือการประเมินว่าวัสดุพลาสติก (เทอร์โมพลาสติก เทอร์โมเซต สารประกอบที่มี/ไม่มีสารเติมแต่ง) ตอบสนองต่อแรงกระแทกจากการดัดงออย่างรวดเร็วอย่างไร ซึ่งช่วยในการกำหนดคุณสมบัติ เช่น ความเหนียว ความเปราะ และความต้านทานต่อแรงกระแทกฉับพลัน คุณสมบัติเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับงานต่างๆ เช่น ชิ้นส่วนยานยนต์ สินค้าอุปโภคบริโภค บรรจุภัณฑ์ และชิ้นส่วนทางวิศวกรรม

วิธีการนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้:

  • การเปรียบเทียบเกรดหรือสูตรการผลิตพลาสติกที่แตกต่างกัน
  • การควบคุมคุณภาพในกระบวนการผลิตวัสดุ
  • เพื่อประเมินผลกระทบของรอยบาก อุณหภูมิ สารเติมแต่ง วัสดุเสริมแรง หรือการเสื่อมสภาพตามอายุ ต่อประสิทธิภาพการรับแรงกระแทก

วิธีนี้ใช้เครื่องมือทดสอบแรงกระแทกแบบลูกตุ้ม (คล้ายกับเครื่องมือ Charpy หรือ Izod) ในการกระแทกแท่งทดสอบที่วางในแนวนอนในรูปแบบการดัดแบบสามจุด ค้อนที่แกว่งไปมาจะกระแทกชิ้นงาน ณ จุดที่กำหนด ทำให้ชิ้นงานงอและอาจแตกหักได้

คุณสมบัติพื้นฐานของการติดตั้งมีดังต่อไปนี้:

  • ตัวอย่างวางราบอยู่บนฐานรองสองอัน
  • ผู้ตีจะตีชิ้นงานจากด้านตรงข้ามกับส่วนรองรับ (การตีแบบงอ)
  • พลังงานที่สูญเสียไปจากลูกตุ้มระหว่างการหักเห (หรือการเปลี่ยนรูป) จะถูกบันทึกไว้
  • สามารถทดสอบได้ทั้งชิ้นงานที่ไม่มีรอยบากและชิ้นงานที่มีรอยบาก (ชิ้นงานที่มีรอยบากจะประเมินความไวต่อรอยบาก)

ขนาดของตัวอย่างมีดังต่อไปนี้ (ขนาดทั่วไปสำหรับแท่งมาตรฐานขนาดเล็ก):

  • ความยาว: ประมาณ 80 มม.
  • ความกว้าง: 10 มม. หรือ 15 มม.
  • ความหนา: 4 มม.
  • ระยะห่างระหว่างเสา: โดยทั่วไป 60-62 มม.
  • สามารถเลือกติดตั้งรอยบากรูปตัว V หรือรอยบากรูปตัว U สำหรับการทดสอบแรงกระแทกแบบมีรอยบากได้

มาตรฐาน DIN 53453 เป็นมาตรฐานสำคัญในยุคแรกๆ ของการทดสอบพลาสติก ซึ่งต่อมาได้ถูกแทนที่ด้วยมาตรฐานที่สอดคล้องกันในระดับสากลมากขึ้น:

  • มาตรฐาน ISO 179-1 พลาสติก - การหาค่าคุณสมบัติการกระแทกแบบชาร์ปี้ - ตอนที่ 1: การทดสอบการกระแทกโดยไม่ใช้เครื่องมือ
  • ISO 179-2 พลาสติก - การหาค่าคุณสมบัติการกระแทกแบบชาร์ปี้ - ส่วนที่ 2: การทดสอบการกระแทกด้วยเครื่องมือ
  • พลาสติก ISO 180 - การหาค่าความทนแรงกระแทกของไอซอด

เอกสารข้อมูลวัสดุและรายงานการทดสอบจำนวนมากยังคงอ้างอิงถึงค่ามาตรฐาน DIN 53453 แต่ก็มักมีการเสนอข้อกำหนดใหม่ๆ ออกมา ในขณะเดียวกัน อุปกรณ์บางชนิดรองรับทั้งมาตรฐาน DIN 53453 และวิธีการทดสอบแบบใหม่กว่า

แม้ว่ามาตรฐาน DIN 53453 จะไม่ได้เป็นมาตรฐานหลักที่ใช้งานอยู่แล้ว แต่ก็ยังคงมีความสำคัญในบางอุตสาหกรรมและเมื่อเปรียบเทียบกับข้อมูลในอดีต เครื่องทดสอบแรงกระแทกแบบลูกตุ้มหลายเครื่องยังคงระบุว่าสอดคล้องกับมาตรฐาน DIN 53453 เช่นเดียวกับมาตรฐาน ISO 179 และ ASTM D6110

ผลการทดสอบการดัดงอด้วยแรงกระแทกตามมาตรฐาน DIN 53453 นั้น ใกล้เคียงกับค่า Charpy แบบไม่มีรอยบาก/มีรอยบาก ตามมาตรฐาน ISO 179 (การกระแทกที่ขอบ การดัดงอแบบ 3 จุด) อย่างมาก

โดยสรุป วัตถุประสงค์หลักของมาตรฐาน DIN 53453 คือการวัดความแข็งแรงในการดัดงอของพลาสติกภายใต้สภาวะควบคุมในห้องปฏิบัติการ คุณสมบัตินี้บ่งชี้ว่าวัสดุสามารถทนต่อแรงดัดงอที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วได้ดีเพียงใดโดยไม่แตกหัก ผลลัพธ์มีความสำคัญสำหรับ:

  • การเปรียบเทียบวัสดุพลาสติกชนิดต่างๆ
  • การประเมินความทนทานของวัสดุ
  • การประเมินความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ภายใต้แรงกระแทก
  • การเลือกวัสดุสนับสนุนสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้าง

อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยานยนต์ การก่อสร้าง บรรจุภัณฑ์ และสินค้าอุปโภคบริโภค ต่างพึ่งพาการทดสอบประเภทนี้เพื่อรับประกันความทนทานและความปลอดภัย

วิธีการทดสอบที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน DIN 53453 เกี่ยวข้องกับการใช้ค้อนลูกตุ้มกระแทกชิ้นงานพลาสติกที่ยึดไว้สองจุด การกระแทกเกิดขึ้นที่กึ่งกลางของชิ้นงาน ทำให้เกิดแรงดัดงออย่างฉับพลัน พลังงานที่ชิ้นงานดูดซับระหว่างการแตกหักหรือการเสียรูปจะถูกวัดและนำมาใช้คำนวณความแข็งแรงดัดงอจากการกระแทก

โดยทั่วไปขั้นตอนพื้นฐานมีดังนี้:

  • การเตรียมตัวอย่างพลาสติกมาตรฐาน
  • ชิ้นงานถูกวางในแนวนอนบนแท่นรองสองอัน
  • ใช้ลูกตุ้มที่ปรับเทียบแล้วตีที่จุดกึ่งกลางของชิ้นงาน
  • บันทึกพลังงานที่ถูกดูดซับระหว่างเหตุการณ์การชน
  • การคำนวณความแข็งแรงดัดงอจากการกระแทกโดยพิจารณาจากขนาดของชิ้นงานและพลังงานที่ดูดซับ

ชิ้นงานทดสอบที่ใช้ในมาตรฐาน DIN 53453 ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านขนาดที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ ลักษณะทั่วไปได้แก่:

  • รูปทรงแท่งสี่เหลี่ยมผืนผ้า
  • พื้นผิวเรียบลื่นไร้ที่ติ
  • สามารถควบคุมความยาว ความกว้าง และความหนาได้อย่างแม่นยำ
  • ขนาดที่แน่นอนขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้และอุปกรณ์ทดสอบ โดยปกติแล้วจำเป็นต้องปรับสภาพตัวอย่าง (อุณหภูมิและความชื้น) ก่อนทำการทดสอบ

มาตรฐานนี้กำหนดให้ต้องใช้อุปกรณ์ทดสอบแรงกระแทกเฉพาะทาง ซึ่งรวมถึง:

  • อุปกรณ์ทดสอบแรงกระแทกแบบลูกตุ้ม
  • อุปกรณ์ยึดแบบสองจุด
  • ระบบวัดพลังงาน
  • อุปกรณ์จัดตำแหน่งตัวอย่าง

อุปกรณ์ทดสอบแบบลูกตุ้มต้องได้รับการสอบเทียบเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถวัดพลังงานกระแทกที่ตัวอย่างดูดซับได้อย่างแม่นยำ

ผลลัพธ์หลักของการทดสอบคือความแข็งแรงในการดัดงอเนื่องจากแรงกระแทก ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงเป็น kJ/m² (กิโลจูลต่อตารางเมตร) ค่านี้คำนวณจาก:

  • พลังงานที่ถูกดูดซับระหว่างการแตกหัก
  • พื้นที่หน้าตัดของตัวอย่าง

ค่าที่สูงขึ้นแสดงถึงความต้านทานต่อการแตกหักจากการงอเนื่องจากแรงกระแทกที่มากขึ้น

มาตรฐาน DIN 53453 ใช้ได้กับวัสดุพลาสติกหลายชนิด รวมถึงวัสดุต่อไปนี้:

  • เทอร์โมพลาสติก
  • พลาสติกเทอร์โมเซต
  • วัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมแรง
  • พอลิเมอร์ทางวิศวกรรม

การใช้งานทั่วไปได้แก่:

  • ชิ้นส่วนภายในและภายนอกรถยนต์
  • ตัวเรือนพลาสติก
  • ชิ้นส่วนพลาสติกโครงสร้าง
  • ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่ได้รับแรงกระแทกอย่างฉับพลัน

มาตรฐาน DIN 53453 มีบทบาทสำคัญในการประเมินคุณสมบัติการดัดงอของพลาสติกอย่างสม่ำเสมอ โดยการกำหนดวิธีการที่เป็นมาตรฐาน ทำให้ห้องปฏิบัติการและผู้ผลิตสามารถได้ข้อมูลที่น่าเชื่อถือและเปรียบเทียบกันได้

ปัจจุบันห้องปฏิบัติการสมัยใหม่หลายแห่งใช้มาตรฐานสากล เช่น ISO 179 หรือ ISO 180 สำหรับการทดสอบแรงกระแทก แต่มาตรฐาน DIN 53453 ยังคงมีความสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเอกสารทางเทคนิคของยุโรป สำหรับการเปรียบเทียบข้อมูลในอดีตและข้อกำหนดเก่าๆ

โดยสรุป มาตรฐาน DIN 53453 เป็นแนวทางที่เป็นมาตรฐานในการกำหนดความแข็งแรงในการดัดงอของพลาสติก ช่วยให้วิศวกรเข้าใจว่าวัสดุมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อได้รับแรงกระแทกจากการดัดงออย่างฉับพลัน และสนับสนุนการเลือกวัสดุและการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน DIN 53453 อีกด้วย

WhatsApp