ISO 3386 Dureza a la compresión
La norma ISO 3386 establece un método para determinar las características de fuerza/deformación en compresión (dureza a la compresión) de las espumas flexibles. La norma ISO 3386-1 trata de las espumas flexibles con una densidad de hasta 250 kg/m3, mientras que la parte 2 ISO 3386-2 trata principalmente de las espumas elásticas densas (espuma de caucho) con una densidad superior a 250 kg/m3.
La dureza a la compresión es aquella que presenta una probeta de ensayo de espuma flexible, normalizada en sus dimensiones, a una compresión definida de toda la superficie del 65%, 40% y 25% de la altura inicial en condiciones ambientales especificadas. La dureza a la compresión se indica en kilopascales (kPa = 10³N/m²). Cuanto mayor es la dureza a la compresión de la espuma, más firme es.
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Normas dureza a la compresión espuma flexible
Las normas internacionales para la determinación de las características de fuerza/deformación en compresión son las ISO 3386-1 e ISO 3386-2, así como la ASTM D3574 Test C.
En el sector de automoción, existen otros métodos de ensayo que se definen en normas de fábrica específicas:
- BMW QV 52009-1
- Daimler DBL 5452
- General Motors GMW 15471, General Motors GME-GMI 60283-8
- PSA D 41003, PSA D 411541
- Renault N° 1002, Renault N° 1541
- Toyota TSM 7100 G Section 4.2
- Volkswagen PV 3410
En algunos casos, los métodos difieren en el procedimiento de ensayo y en los resultados específicos del ensayo, por lo que los resultados no pueden compararse directamente entre los métodos.
Probetas según ISO 3386
- La probeta de ensayo normalizada según la norma ISO 3386-1 debe ser un cuerpo rectangular de sección cuadrada o un cilindro rectangular con una anchura mínima o una relación diámetro/espesor de 2:1. El espesor preferido es de 50 +/- 1,5 mm y no debe superar los 10 mm. La superficie de la probeta no debe ser inferior a 2.500 mm².
- Sin embargo, la norma ISO 3386-2 no permite el uso de probetas cilíndricas. Para las probetas de ensayo según la norma ISO 3386-2, la superficie cuadrada que se va a cargar debe tener una longitud de borde de al menos 40 mm y una relación anchura/espesor de 4:1.
ISO 3386 Procedimiento del ensayo, equipo de ensayo
La dureza a la compresión describe una propiedad del material de una espuma flexible que se determina en un ensayo de compresión sobre una probeta normalizada. Durante el ensayo, se mide el comportamiento de deformación de la espuma flexible en condiciones exactamente definidas y se muestra en un diagrama de esfuerzo-deformación.
Realización del ensayo:
- Para el ensayo según la norma ISO 3386 se especifica la solicitación de compresión de toda la superficie de la probeta. Por lo tanto, los platos de compresión deben ser más grandes que la probeta a ensayar. Las espumas de célula cerrada requieren orificios de ventilación de 6,5 mm en los platos de compresión para evitar la formación de un colchón de aire.
- El ensayo consta de 3 ciclos de precarga, que sirven para acondicionar la probeta, seguidos de un ciclo de medición en el que se determinan los valores característicos. La máquina de ensayos determina directamente la altura de salida de la probeta al principio del primer ciclo de precarga.
- El comportamiento de deformación de la probeta es complejo. Junto a las superficies de corte laterales también se produce un movimiento lateral de la estructura de celdas con el cizallamiento correspondiente, mientras que en el centro predominan únicamente las deformaciones por compresión. Por este motivo, no existe en este método de ensayo ninguna buena comparabilidad entre valores de medición, determinados en probetas de diferentes dimensiones. En cambio, con la norma ISO 2439 (dureza de indentación) no se tiene en cuenta la influencia del borde de corte, ya que el indentador es más pequeño que la probeta. Por lo tanto, la dureza por indentación representa un valor característico independiente de las dimensiones y comparable si la probeta es suficientemente grande, lo que resulta muy adecuado para el control de la calidad y, por lo tanto, ofrece una ventaja con respecto a la medición de la dureza por compresión según la norma ISO 3386.
ISO 3386 - Valores característicos
Después del cuarto ciclo (ciclo de medición), se lee la fuerza en Newtons en la deformación especificada (Fxx). El resultado son las
- propiedades tensión-deformación de compresión CCxx a cualquier porcentaje de deformación requerido en kilopascales: Cxx = 1.000 * Fxx/A
- y el valor de la tensión de compresión a una deformación del 40% CV40 en kilopascales (sólo para ISO 3386-1): CV40 = 1.000 * F40/A
A:Superficie de la probeta en mm2
Son un caso especial los métodos aplicados por Renault y PSA. El ensayo consta de cinco ciclos de ensayo en total, de los cuales el primero y el último se emplearán para la evaluación. Para aumentar la precisión de medición de desplazamientos en estas normas se estipula la corrección de la deformación de la máquina. Estas opciones de corrección están disponibles en todas las máquinas de ensayos de ZwickRoell como función estándar.
Mediante la integración de una balanza de precisión de ZwickRoell en el software de ensayo testXpert se puede integrar el proceso de medición de la densidad aparente (ISO 845 y ASTM D3574 ensayo A) en la secuencia de ensayo.
ISO 3386: requisitos especiales para la tecnología de ensayo
Para la determinación de la dureza a la compresión según ISO 3386-1 e ISO 3386-2 se dispone de una amplia gama de productos ZwickRoell:
- La máquina de ensayos universal de la serie zwickiLine es perfecta para métodos de ensayo con probetas estándar y está disponible en 4 rangos de carga diferentes (0,5 / 1 / 2,5 / 5 kN) y 3 alturas de bastidor de carga.
- La máquina de ensayos universal de la serie ProLine permite además ensayos de componentes y la instalación de platos de compresión con una anchura de hasta 400 mm y permite realizar ensayos con fuerzas mayores.
La medición de las características de fuerza/deformación en compresión según la norma ISO 3386 presenta una serie de requisitos para la tecnología de ensayo:
- Corrección de la deformación de la máquina: El bastidor de carga y el sensor de fuerza presentan una deformación inherente bajo carga. Esto significa que la distancia del plato de presión es realmente mayor que la especificada. Esta deformación inherente se registra a través del software de ensayo testXpert de ZwickRoell y se utiliza para la corrección. La corrección se debe realizar en línea durante el ensayo para asegurar correctamente la distancia correcta entre platos durante los tiempos de parada.
- Funcionalidades especiales del software, tales como el registro y cálculo del espesor de la probeta, el cálculo previo del porcentaje de compresión, el manejo de dos puntos cero de trayectoria y dos espesores de probeta (en caso necesario), el cálculo de resultados según normas, la elaboración de informes garantizan el ensayo normalizado.
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Preguntas frecuentes sobre la dureza a la compresión ISO 3386
El valor de tensión de compresión, también denominada dureza de compresión, es la resistencia de indentación, que ejerce una probeta definida en unas condiciones ambientales definidas a una compresión definida de toda la superficie.
La principal diferencia entre la dureza por indentación ISO 2439 y la dureza por compresión ISO 3386 radica en la comparabilidad de los valores medidos de diferentes dimensiones de la probeta dentro de un mismo método de ensayo. La norma ISO 2439 representa un valor característico independiente de las dimensiones y comparable si la probeta es suficientemente grande, lo que resulta muy adecuado para el aseguramiento de la calidad, ya que con el uso de indentadores más pequeños que la probeta se elimina la influencia del filo de corte. En cambio, con la compresión en toda la superficie según la norma ISO 3386, junto a las superficies de corte laterales también se produce un movimiento lateral de la estructura de celdas con el cizallamiento correspondiente, mientras que en el centro predominan únicamente las deformaciones por compresión. Por este motivo, no existe en este método de ensayo ninguna buena comparabilidad entre valores de medición, determinados en probetas de diferentes dimensiones.
La norma ISO 3386-1 determina la dureza a la compresión de la espuma flexible con una densidad de hasta 250kg/m3, mientras que la ISO 3386-2 se refiere principalmente a las espumas elásticas densas (espuma de caucho) con una densidad superior a 250kg/m3. Además de las características de fuerza/deformación en compresión, que se determinan tanto en la norma ISO 3386-1 como en la ISO 3386-2, el valor de tensión de compresión también se determina en la norma ISO 3386-1. La norma ISO 3386-2 exige velocidades de ensayo inferiores a las de la norma ISO 3386-1.
