ASTM D882: Zkouška tahem fólií
Norma ASTM D882 definuje metodu pro stanovení tahových vlastností tenkých plastových fólií o tloušťce menší než 1,0 mm (0,04 palce). Má velký význam v obalovém průmyslu, a to jak pro kontrolu kvality, tak i pro oblast výzkumu a vývoje.
Níže uvádíme stručný obsah normy ASTM D882, kde můžete najít klíčové informace o použití a významu normy, zkušebních vzorcích, zkušebních postupech a potřebném vybavení. Pro získání komplexních informací je však nutné si normu ASTM D882 zakoupit.
Ekvivalentní norma ISO, konkrétně ISO 527-3, je normě ASTM D882 podobná, ale nelze tyto standardy považovat za technicky rovnocenné. Norma ISO povoluje i jiné geometrie vzorků, vyžaduje jiné zkušební rychlosti, použití průtahoměru nebo měřicích značek. Norma ASTM uvádí použití průtahoměru naopak jako volitelné.
Stanovení tahových vlastností u plastových vzorků s tloušťkou větší než 1,0 mm (0,04 palce) se musí provádět podle zkušební metody ASTM D638.
Cíle & charakteristické hodnoty Zkouška tahem separačních fólií Vzorky Průběh zkoušky & potřebné vybavení Automatizované zkoušky fólií
Účel zkoušky a charakteristické hodnoty podle ASTM D882
Tenké plastové fólie hrají v obalovém průmyslu mimořádně důležitou roli při ochraně potravin a zboží každodenní spotřeby. Výrobci plastů a společnosti působící v oblasti obalových materiálů využívají zjištěné mechanické vlastnosti k hodnocení vlastností svých plastových fólií, ke kontrole kvality vyráběných šarží a pro vývoj materiálů se stále lepšími vlastnostmi.
Norma ASTM D882 definuje stanovení následujících charakteristických hodnot:
- Pevnost v tahu: Pevnost v tahu: se vypočítá tak, že maximální sílu dělíme původním průřezem vzorku. Výsledek se vyjádří jako síla na jednotku plochy (v megapascalech). Lomová pevnost: vypočítá se stejným způsobem jako pevnost v tahu, přičemž se místo maximální síly pracuje se silou při přetržení
- Napětí při přetržení: napětí a deformace v okamžiku lomu zkušebního tělesa
- Mez kluzu (výrazná): bod křivky napětí / deformace, ve kterém je gradient nula
- Modul pružnosti: představuje ukazatel tuhosti tenkých plastických vrstev
- Energie v tahu do přetržení
- Faktor lomu: vypočítá se vydělením maximální síly původní šířkou vzorku (kN/m)
Zkoušky tahem separačních fólií při testování baterií
Separační fólie v lithium-iontových baterií od sebe oddělují anodu a katodu, aby nedocházelo k elektrickým zkratům. Separátor zároveň umožňuje tok ionizovaných nosičů náboje, které jsou potřebné k uzavření obvodu v elektrochemickém článku.
Kromě keramických separátorů a netkaných textilií ze skleněných vláken se primárně používají polymerní membrány. Spolehlivé výsledky zkoušek pro stanovení pevnosti v tahu a deformace při porušení poskytují informace o soudržnosti separační fólie při provozním mechanickém namáhání.
Zatímco silnější separační fólie spolehlivě zabraňují kontaktu mezi anodou a katodou, tenčí fólie umožňují snížit hmotnost baterie a zvýšit její energetickou hustotu.
Požadavky na tahové zkoušky separátorů jsou definovány v normách ISO 527-3 a ASTM D882, ale také v EN 14477, ASTM D5748 a ASTM F1306 pro zkoušky průrazem. Tyto zkoušky se provádějí také ve stavu smáčeném elektrolytem, abychom získaly reálné mechanické hodnoty.
Aktivně se podílíme na vývoji norem pro testování materiálů k výrobě baterií. Tím můžeme zaručit, že zkušební metody společnosti ZwickRoell budou i nadále splňovat všechny budoucí standardizované požadavky.
Zkušební těleso podle ASTM D882
Fólie a desky o tloušťce vzorku do 1 mm se zkouší podle normy ASTM D882. Zkušební vzorky mají tvar pásku a jejich celková délka musí být alespoň o 50 mm delší, než je upínací délka. Šířka vzorku b by měla být mezi 5 mm a 25,4 mm.
- Pro zkoušky v oblasti kontroly kvality má standardizovaný vzorek podle normy ASTM D882 upínací délku L = 100 mm (4 palce) a celkovou délku ≥ 150 mm.
- Pro stanovení modulu pružnosti se podle normy ASTM D882 doporučuje upínací délka L = 250 mm (10 palců) a celková délka ≥ 300 mm, aby se minimalizoval vliv na výsledky zkoušky způsobený vyklouznutím vzorku z držáku.
Norma ISO 527-3 rovněž doporučuje používat vzorky ve tvaru pásků, ale specifikuje i jiné geometrie zkušebních těles a připouští i jiné typy vzorků tvaru oboustranných lopatek.
Vzorek ve tvaru pásku podle ASTM D882 a ISO 527-3 lze snadno připravit na vyřezávačce pásků. Příprava vzorků musí být prováděna s maximální pečlivostí. Je naprosto nutné vyvarovat se zářezům a trhlinám, protože ty by mohly vést k předčasnému porušení vzorku.
Průběh zkoušky a potřebné vybavení
- Při zkoušce tahem fólií podle normy ASTM D882 je nutné zajistit, aby byl vzorek při upínání ve svislé poloze. Používané upínací čelisti musí být schopny během zkoušky rovnoměrně a bezpečně upnout tenkou plastovou fólii, aniž by v čelistech došlo k jejímu vyklouznutí nebo rozdrcení či rozlomení.
- Vlastnosti některých fólií se mohou měnit v závislosti na směru odebrání vzorku (anizotropie), proto by se měly zkoušet vzorky připravené oběma směry.
- Zkušební rychlost lze nastavit ve zkušebním softwaru testXpert v závislosti na očekávaném prodloužení při lomu vzorku.
- Při vystředění méně tuhého vzorku fólie nebo v důsledku tlaku při upnutí lze provést předepnutí zkušebního vzorku ještě před zahájením zkoušky. Tím lze předejít zkreslení ve křivce napětí-deformace. Při měření modulu pružnosti v tahu a hodnot napětí by však nemělo překročit definovanou hodnotu napětí. Pomocí zkušebního softwaru testXpert lze definovat předpětí v souladu se standardy, a zajistit tak přesné a opakovatelné výsledky zkoušek.
Zkušební stroj podle ASTM D882
Při zkoušce tenkých plastových fólií tahem podle normy ASTM D882 stačí pro poškození vzorku menší síly, a proto se obvykle testuje na jednosloupovém univerzálním zkušebním stroji zwickiLine 500 N. Pokud se zkouší vzorky s upínací délkou L = 250 mm, které jsou upřednostňovány pro stanovení modulu pružnosti a které vykazují velmi velké prodloužení při přetržení, může být nutné použít jednosloupový zkušební stroj s prodlouženým zatěžovacím rámem z řady zwickiLine, na kterém jsou tyto zkoušky proveditelné.
Měření deformace / průtahoměr
- Pro stanovení deformace se podle normy ASTM D882 doporučuje měření dráhy příčníku zkušebního stroje, tj. záznam a výpočet deformace na základě změny pozice čelistí při upnutí vzorku během zkoušky. Použití průtahoměru není podle normy ISO 527-3 vyžadováno.
- Průtahoměr, který měří deformaci na základě dvou bodů na vzorku, lze využít volitelně. Vzhledem k citlivosti fólií je třeba dbát na to, aby se minimalizoval kontakt průtahoměru se vzorkem, který by mohl vyvolat nežádoucí zatížení. Pro tento typ zkoušek proto doporučujeme bezkontaktní průtahoměr pracující na základě optického měření deformace (videoXtens 2-150 HP nebo videoXtens 1-270 P. Volba videoprůtahoměru závisí na předpokládaném prodloužení vzorku).
Upínací čelisti a vložky do čelistí podle ASTM D882
- Výzvou při zkoušení plastových fólií, a zároveň rozhodujícím parametrem pro přesné stanovení tahových vlastností podle normy ASTM D882, jsou vertikální vyrovnání vzorku a šetrné, ale současně spolehlivé upnutí vzorku. Použití pneumatických čelistí s Fmax. 1 kN a hliníkových/vulkollanových vložek do čelistí může být zvláště výhodné u fólií, které mají tendenci se zužovat, protože během zkoušky je udržován upínací tlak.
- Zkušební přípravek pro rychlé a spolehlivé vkládání tenkých plastových fólií do upínacích čelistí může zajistit vertikální vyrovnání vzorku tím, že snižuje riziko vzniku chyb způsobených lidským faktorem a vliv obsluhy při manipulaci se vzorkem. To je zárukou spolehlivých výsledků zkoušek a zvýšením produktivity zkoušení. Tento zkušební přípravek je k dispozici pro různé vzorky (s různou délkou a šířkou) podle normy ASTM 527-3.
Zkouška tahem fólií podle ASTM D882 s naším zkušebním softwarem testXpert
S naším zkušebním softwarem testXpert je provádění zkoušek tahem fólií podle normy ASTM D882 jednoduché a spolehlivé:
- Zkoušky probíhají v souladu s normou a jsou nezávislé na obsluze: Zkušební program je nastaven a validován centrálně v naší společnosti v souladu s požadavky normy. Všechny parametry nastavení systému jsou načítány automaticky. Splnění náročných požadavků stanovených normou nezávisí na jednotlivých osobách.
- Přizpůsobeno normě bez kompromisů: Vzdálenosti zkušebních přípravků jsou ve zkušebním programu nastaveny tak, že není možné s nastavením jakkoli manipulovat. To znamená, že správnou délku upnutí vzorku, např. 100 mm, lze rozpoznat a ověřit na první pohled.
- Šetří čas, protože každá zkouška se počítá: Výsledky lze přepočítat i po zkoušce, pokud dojde například k upravení geometrie vzorku.
Automatizovaná zkouška tahem fólií podle ASTM D882 na systému roboTest F
Kontrola kvality hraje při výrobě plastových fólií zásadní roli. Navíc rostoucí trh, jakým je například rozvíjející se oblast elektrických vozidel, si žádá z důvodu rostoucího objemu testů pro zvýšení efektivity automatizovaná řešení. Pro tento účel vyvinula společnost ZwickRoell robotický zkušební systém roboTest F.
- Tento systém tvoří zařízení AllroundLine s rozšířeným zkušebním prostorem.
- Vzorky pro tahové zkoušky se vkládají do zásobníku, který jich může pojmout až 200 kusů.
- Zásobník se skládá ze základny a rotujícího řetězu se sponami, které slouží pro uchycení vzorků.
- Spony se v závislosti na typu a tvaru vzorků mohou lišit. Díky tomuto způsobu lze jediný systém využít pro zkoušení fólií různých rozměrů.
Vedle snížení nákladů na testování ve střednědobém horizontu nabízí toto řešení i jiné výhody, především pak bezchybné provádění zkoušek. Díky minimalizovanému vlivu obsluhujících osob jsou výsledky zkoušek vysoce reprodukovatelné.
Více informací o roboTest F Výpočet návratnosti ROI Požádat o konzultaci
Více informací o zkoušce tahem fólií podle ASTM D882 ke stažení
- Informační leták: Plasty a pryže PDF 9 MB
- Informace o produktu: Zkušební stroj zwickiLine do Fmax. 5 kN PDF 820 KB
- Informace o produktu: Pneumatické upínací čelisti, Fmax. 1 kN PDF 3 MB
- Informace o produktu: Zkušební přípravek pro snazší vkládání tenkých pružných fólií PDF 714 KB
- Informace o výrobku: videoXtens 2-150 HP PDF 1 MB
- Informace o produktu: videoXtens 1-270 P PDF 1 MB
- Informace o produktu: Automatizované řešení roboTestF pro vzorky s menší tuhostí PDF 98 KB