ASTM D882 Essai de traction sur films
La norme ASTM D882 est une méthode d’essai standard pour la détermination des propriétés de traction sur films fins en plastique d’une épaisseur inférieure à 1,0 mm (0,04 po) et est particulièrement importante dans l’industrie de l’emballage sous film et le contrôle qualité ainsi que la recherche et le développement.
Vous trouverez ci-après un aperçu de la norme ASTM D882 en matière d’utilisation et de signification de la norme, de l’éprouvette, de réalisation d’essais et d’appareils d’essai nécessaires, de résultats et de chiffres clés. Pour obtenir des informations détaillées sur la norme ASTM D882, il est indispensable d’acquérir la norme.
Bien qu’elle soit le pendant ISO de l’ASTM D882, la norme ISO 527-3 n’a pas d’équivalence technique. En effet, la norme ISO offre des géométries éprouvette supplémentaires, différentes vitesses d’essai et a recours à un extensomètre ou aux marques de mesure sur l’éprouvette. Pour ce qui est de la norme ASTM, l’utilisation d’un extensomètre est facultative.
Les essais de traction sur plastiques d’une épaisseur supérieure à 1,0 mm (0,04 po) doivent être réalisés selon la méthode d’essai ASTM D638.
Objectif et valeurs caractéristiques Essai de traction films séparateurs Éprouvettes Réalisation de l’essai et moyen d’essai Essai automatisé des films
Objectif de la norme ASTM D882 et valeurs caractéristiques obtenues
Les films plastiques fins ont un rôle particulier dans l’industrie de l’emballage pour la protection des aliments et des biens de consommation de la vie quotidienne. Les fabricants de plastique et les entreprises d’emballage ont recours aux propriétés mécaniques pour l’évaluation de l’aptitude de leurs films plastiques, le contrôle qualité des charges de films produites et le développement de matériaux constamment améliorés.
La norme ASTM D882 couvre la détermination des valeurs caractéristiques suivantes :
- Résistance à la traction : calculée en divisant la force maximale par la section initiale de l’éprouvette. Le résultat est exprimé en force nécessaire par unité de surface (mégapascals). Résistance à la traction en cas de rupture : calculée de manière similaire à la résistance à la traction avec la force à la rupture à la place de la force maximale
- Point de rupture: Contrainte et allongement au moment de la rupture éprouvette
- Point d'élasticité: Contrainte et allongement sur le point de courbe sur lequel se trouve la pente nulle
- Module d’élasticité : indice de rigidité pour les films plastiques fins
- Énergie de traction jusqu’à la rupture
- Facteur de rupture : calculé en divisant la force maximale par la section initiale de l’éprouvette (kN/m)
Essais de traction sur films séparateurs dans l’essai de batteries
Les films séparateurs dans une batterie lithium-ion séparent l’anode et la cathode afin d’éviter les courts-circuits électriques. En même temps, le séparateur permet le passage de porteurs de charge ionisés, nécessaires pour fermer le circuit électrique dans une cellule électrochimique.
Outre les séparateurs en céramique et les non-tissés en fibres de verre, on utilise en premier lieu des membranes en polymère. La détermination fiable de la résistance à la traction et de l’allongement à la rupture permet de tirer des conclusions sur l’intégrité du film séparateur sous la contrainte mécanique liée au fonctionnement.
Alors que les films séparateurs plus épais empêchent efficacement et sûrement le contact entre l’anode et la cathode, les films plus fins permettent de réduire le poids de la batterie et d’améliorer la densité énergétique.
Du point de vue des essais, les principales exigences imposées aux séparateurs sont couvertes par des essais de traction selon ISO 527-3 et ASTM D882 de même que par des essais de perforation selon EN ISO 14477, ASTM D5748 et ASTM F1306. Ces essais sont également réalisés par électrolyse, à l’état humide, afin d’obtenir des valeurs caractéristiques mécaniques proches de la réalité.
Notre participation active au développement de ces normes, pour les matériaux de batterie notamment, nous permet de vous garantir des méthodes d’essai qui répondront à toutes vos exigences.
ASTM D882 Éprouvettes
Les films et feuilles d’une épaisseur (épaisseur éprouvette) d’1 mm max. sont testés selon la norme ASTM D882 à l’aide d’éprouvettes bandes dont la longueur totale doit dépasser d’au moins 50 mm (2 po) l’écartement entre outillages. La largeur éprouvette b doit ainsi mesurer entre 5 mm et 25,4 mm.
- Pour les applications AQ, l’éprouvette standard conforme à la norme ASTM D882 présente un écartement entre outillages de L = 100 mm (4 po) pour une longueur totale ≥ 150 mm
- Pour la détermination du module, la norme ASTM D882 recommande un écartement entre outillages de L = 250 mm (10 po) pour une longueur totale ≥ 300 mm, afin de minimiser l’impact des résultats d’essai en cas de glissement de l’éprouvette sur les mâchoires.
La norme ISO 527-3 recommande également d’utiliser des éprouvettes bandes mais détermine pour cela d’autres géométries éprouvette et autorise d’autres types d’éprouvettes en forme d’haltère.
Les éprouvettes bandes selon ASTM D882 et ISO 527-3 peuvent être aisément fabriquées à l’aide d’un outil de découpe de film. La préparation des éprouvettes doit être réalisée soigneusement. Éviter impérativement les entailles et les ruptures ; elle pourraient provoquer la rupture prématurée de l’éprouvette.
Réalisation de l’essai et moyen d’essai
- Pour réaliser l’essai de traction sur films selon ASTM D882, respecter impérativement le serrage de l’éprouvette qui assure l’alignement vertical de l’éprouvette. Les mâchoires utilisées doivent être capables de maintenir uniformément et de manière sûre les éprouvettes de films plastiques fins lors de l’essai de traction, sans provoquer de glissement ou d’écrasement/de rupture de l’éprouvette dans les mâchoires.
- Les propriétés de certains films pouvant évoluer en fonction de l’orientation dans le plan (anistropie), il convient de tester les éprouvettes dans les deux orientations.
- La vitesse d’essai peut être réglée dans le logiciel d’essai testXpert, en fonction de l’allongement à la rupture attendu de l’éprouvette.
- Lors du centrage d’une éprouvette de film moins souple ou en cas de pression de serrage, une pré-contrainte peut être exercée sur l’éprouvette avant de démarrer l’essai. Cette opération est impérative pour éviter un pied de courbe dans la courbe de force-déformation. Elle ne doit néanmoins pas dépasser une valeur de contrainte définie lors de le mesure du module de traction et des valeurs de contrainte. Une pré-contrainte selon la norme peut être définie à l’aide du logiciel d’essai testXpert afin de garantir des résultats d’essais précis et reproductibles.
ASTM D882 - Machine d’essai
L’essai de traction sur films plastiques fins selon la norme ASTM D882 est généralement réalisé sur une machine d’essai mono-colonne zwickiLine 500 N en raison de faibles forces à la rupture. Pour les éprouvettes avec un écartement entre outillages de L = 250 mm, adaptées à la détermination du module, un allongement à la rupture élevé peut nécessiter l’utilisation d’un très grand bâti de charge mono-colonne de la série zwickiLine afin de réaliser l’essai jusqu’à la rupture.
Mesure de l’allongement/extensomètre
- Pour déterminer la mesure de l’allongement, la mesure de la course de traverse est recommandée dans la norme ASTM D882, c’est-à-dire l’enregistrement et le calcul de l’allongement sur la modification de la distance des mâchoires pendant l’essai. Un extensomètre comme indiqué dans la norme ISO 527-3 n’est pas nécessaire.
- Il est possible d’utiliser un extensomètre mesurant l’allongement entre 2 points de l’éprouvette. En raison de la sensibilité des éprouvettes de films, veiller à ce que la contrainte exercée par l’extensomètre sur les points de contact de l’éprouvette soit aussi faible que possible. Nous conseillons d’utiliser un extensomètre vidéo sans contact (videoXtens 2-150 HP ou videoXtens 1-270 P, en fonction de l’allongement de l’éprouvette).
ASTM D882 - Mâchoires et inserts de mors
- L’allongement vertical de l’éprouvette et une technique de serrage délicate mais sûre constituent un défi dans les essais sur films plastiques et sont donc décisifs pour une détermination précise des propriétés de traction selon ASTM D882. L’utilisation de mâchoires pneumatiques avec Fmax 1 kN et d’inserts de mors en aluminium/Vulkollan peut être particulièrement utile pour les films qui ont tendance à se resserrer, étant donné que la pression de serrage est maintenue pendant l’essai.
- L’utilisation d’une aide à la mise en place pour l’insertion sûre et rapide de films plastiques fins dans les mâchoires permet de garantir l’alignement vertical de l’éprouvette et de minimiser ainsi les potentielles erreurs et influences humaines lors du positionnement de l’éprouvette. Cela permet d’assurer une fiabilité des résultats d’essai et d’augmenter le débit éprouvette. L’aide à la mise en place est disponible pour différentes largeurs et longueurs d’éprouvettes selon la norme ASTM D882.
Essai de traction sur films selon ASTM D882 avec le logiciel d’essai testXpert
Notre logiciel d’essai testXpert permet de réaliser facilement et en toute sécurité les essais de traction sur films selon la norme ASTM D882 :
- Conforme à la norme et sans intervention d’un opérateur : le programme d’essai est paramétré au centre et selon la norme puis validé sur notre site. L’ensemble des paramètres de configuration du système est automatiquement chargé. Le respect des nombreuses exigences liées aux normes ne dépend par d’individus en particulier.
- Respect strict de la norme : les écartement entre outils sont réglés avec précision et fiabilité dans le programme d’essai. Le bon écartement entre outillages de l’éprouvette, par ex. 100 mm, est identifiable et reconnaissable en un coup d’œil.
- Gain de temps, chaque éprouvette compte : il est également possible de recalculer les résultats après l’essai, par ex. une fois la géométrie d’éprouvette corrigée.
Essai de traction automatisé sur films selon ASTM D882 roboTest F
Pour la fabrication des films plastiques, l’assurance-qualité est incontournable. Un marché en développement comme l’industrie des véhicules électriques avec une augmentation du volume d’essais exige en outre des solutions automatisées afin d’améliorer le débit et l’efficacité lors de l’essai sur films. Pour cela, ZwickRoell a développé le système d’essai robotisé « roboTest F ».
- Le système d’essais se compose d’une machine d’essais AllroundLine avec espace d’essais rallongé.
- Les éprouvettes pour l'essai de traction sont alimentées via un magasin éprouvettes pouvant accueillir jusqu'à 200 pièces.
- Le magasin se compose d'une base et d'une chaîne tournante avec pinces, dans lesquelles les éprouvettes sont „serrées“.
- Différentes fixations éprouvettes sont disponibles en fonction du type et de la forme de l’éprouvette. Elles permettent de réaliser des essais sur des films de différentes dimensions avec le même système.
Outre une réduction à moyen terme des coûts d’essais, le principal avantage du système réside dans l’exécution sans erreur des essais. Une reproductibilité élevée des résultats d’essai est obtenue en éliminant l’influence de l’utilisateur sur la mesure.
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Téléchargements de l’essai de traction sur films selon ASTM D882
- Brochure sur le secteur d’activité: Plastique & Caoutchouc PDF 9 MB
- Information produit : machine d’essai zwickiLine jusqu’à Fmax 5 kN PDF 820 KB
- Information produit : mâchoires pneumatiques Fmax 1 kN PDF 3 MB
- Information produit : aide à la mise en place pour films souples PDF 714 KB
- Information Produit: videoXtens 2-150 HP PDF 1 MB
- Information produit : videoXtens 1-270 P PDF 1 MB
- Information produit : automatisation roboTestF pour éprouvettes non-rigides PDF 98 KB
