ISO 178 | 3-punts buigtest op kunststoffen
De 3-punts buigtest volgens ISO 178 wordt gebruikt voor het bepalen van de buigeigenschappen van thermoharders en thermoplasten. De courantste resultaten uit deze test zijn de buigmodulus, berekend uit de initiële helling in de spanning/rekcurve, de buigsterkte en de buigrek bij breuk van het sample. Voor ductiele kunststoffen wordt de buigspanning gewoonlijk berekend bij een bepaalde doorbuiging.
De testopstelling voor de 3-punts buigtest volgens ISO 178 bestaat uit twee parallelle opleggingen of steunen en een centraal gepositioneerde buigvin, waartussen een standaard sample vervormd wordt met een kleine buighoek. De buigkracht en doorbuiging worden gemeten om zo de spanning en de rek te bepalen in de buitenste vezel van het sample. Hieruit worden de individuele testresultaten berekend als enkelvoudige data.
Een andere methode voor het bepalen van de buigeigenschappen van kunststoffen wordt beschreven in de norm ASTM D790.
Doelen & karakteristieke waarden Uitvoeren van een test Samplevormen en afmetingen Testvereisten Testuitrusting Automatiseringsmogelijkheden Vraag een gesprek
Doel en karakteristieke waarden uit de 3-punts buigtest volgens ISO 178
De 3-punts buigtests uit ISO 178 en ASTM D790 beschrijft de klassieke standaard karakteriseringsmethoden voor rigide en semi-rigide kunststoffen vast. Met deze tests worden buigeigenschappen bepaald die belangrijk zijn voor ontwerpers, ingenieurs en producenten om te verzekeren dat de gebruikte kunststof geschikt is voor een bepaalde toepassing.
Typische testresultaten zijn onder andere:
- Buigmodulus en buigsterkte: de buigmodulus is een maat voor de stijfheid van het materiaal en geeft weer hoeveel weerstand het heeft tegen buigbelasting. De buigsterkte geeft informatie over de maximale belasting die een materiaal kan weerstaan in buiging vooraleer het breekt.
- Spanning bij 3,5 % vervorming
- Spanningen en verlengingen bij het vloeipunt en bij breuk
Uitvoering van de 3-punts buigtest volgens ISO 178
- Voor de 3-punts buigtest volgens ISO 178 wordt een balkvormig kunststof sample op twee steunen geplaatst.
- Vervolgens wordt een verticale kracht uitgeoefend op de bovenkant van het sample, halverwege tussen de steunen.
- De kracht en de vervorming van het sample worden gemeten om de buigmodulus en de buigsterkte te bepalen. De buigrek wordt gemeten met een makroXtens rekmeter.
Samplevorm en afmetingen volgens ISO 178
Volgens ISO 178 worden de samples voor de 3-punts buigtest genomen uit het middelste gedeelte van het multifunctionele sample volgens ISO 20753 voor karakterisatie van vormmassa’s. Dit verzekert dat het polymeer in dezelfde verwerkingstoestand getest wordt als in de trektest.
| Norm | Type | Opmerking | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L mm | Vorm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO 20753 | A1 | Multifunctioneel sample via spuitgieten | ≥150 | 80±2 | 20±0,2 | 10±0,2 | 4,0±0,2 | 115±1 | Haltervormig sample |
| ISO 178 | - | Middelste gedeelte van het multifunctionele sample | - | ≥80 | - | 10±0,2 | 4 (voorkeur) | - | Balkvormig sample |
Vereisten voor de 3-punts buigtest
- De berekening van de buigspanningen en doorbuigingen gaat in de regel uit van kleine deflecties en verwaarloost de wrijving tussen sample en opleggingen. Daarom wordt de test bij deze methode tot een vervorming van 3,5% begrensd, wat overeenkomt met een doorbuiging van 6 mm voor een ISO sample van 4 mm dikte. De berekeningsfout in de normen blijft in deze zone kleiner dan 1% van de meetwaarde.
- Het opmeten van de samples dient bij de buigtest heel erg zorgvuldig te gebeuren. Omdat de dikte van het sample een kwadratisch effect heeft op de berekening van de buigspanning, heeft ook de meetfout een kwadratisch effect. Een meetfout van slechts 0,1 mm bij een dikte van 4,0 mm (nominaal) veroorzaakt een fout in de buigspanning van ongeveer 5%.
- De meting van de doorbuiging gebeurt naargelang het doel van het testlab. Afhankelijk van het doel en dus de complexiteit van de test, worden verschillende types doorbuigingsmetingen vastgelegd in ISO 178:
| Type test | I | II | III | IV |
|---|---|---|---|---|
| Vereiste doelen van de test | Enkel spanning / sterkte | Spanning / sterkte / verlenging groter dan 1% | Spanning / sterkte / verlenging / herhaalbare en precieze moduluswaarde | Spanning / sterkte / verlenging / correcte en precieze en dus nauwkeuriger moduluswaarde |
| Type meting van de doorbuiging | Geen meting nodig | Via traverseverplaatsing | Via traverseverplaatsing met vervormingscorrectie | Directe meting van de doorbuiging |
- In het eenvoudigste geval (type I) moet enkel de maximale kracht of spanning bepaald worden, en gebeurt geen doorbuigingsmeting.
- Als enkel doorbuigingen gemeten worden die resulteren in een rek groter dan 1% van de buitenste vezel (type II), bijvoorbeeld de buigvloeisterkte bij 3,5%, dan kan eenvoudig gemeten worden via de traverse van de testmachine.
- type III volgens de norm beschrijft de meting van een buigmodulus in kwaliteitscontrole of R&D die enkel dient voor interne vergelijking of bewaking van de toleranties. Hierbij is niet zozeer de nauwkeurigheid als wel een goede herhaalbaarheid van de meting van belang. In dit geval mag, om de testopstelling te vereenvoudigen, de traversemeting van de testmachine gebruikt worden met een correctie voor de vervorming.
- Als het doel is nauwkeurige en correcte testresultaten te bepalen volgens type IV voor vergelijking met andere laboratoria, is het verplicht een directe doorbuigingsmeting in nauwkeurigheidsklasse 1 volgens ISO 9513 te gebruiken.
Begin simpelweg betrouwbaar te testen volgens ISO 178 met testXpert
Met onze testXpert testsoftware gebeurt de opleiding van de bedieners snel en kan onmiddellijk begonnen worden met testen. Ze zien enkel taken die horen bij hun verantwoordelijkheden, en worden stap voor stap begeleid doorheen de test volgens ISO 178.
- Alle karakteristieke waarden en instellingen uit de norm ISO 178 zitten vervat in het standaard testprogramma, gegarandeerd conform aan de norm. De testsoftware begeleidt de gebruiker stap voor stap doorheen de test.
- Gebruikers zien enkel de stappen die zij moeten uitvoeren, dankzij het gebruikersbeheer.
- De afmetingen van het sample volgens ISO 178 worden rechtstreeks naar de testsoftware gestuurd dankzij de verbinding met de micrometer en de digitale schuifmaat, zodat tijd bespaard wordt en fouten vermeden worden.
- testXpert helpt u om maximale testefficiëntie te bereiken. U kan tot 30% sneller testen.
Behoud een snel en foutloos overzicht
- Via standaard interfaces worden testtaken snel ingelezen uit uw ERP of QS systeem, zonder fouten. Na de test worden de resultaten teruggestuurd. Dit bespaart tijd bij het overzetten en voorkomt fouten.
- Via de centrale toegang tot alle testgegevens in testXpert Analytics kan een evaluatie gebeuren op karakteristieke waarden uit verschillende testreeksen. Ook meer dan ISO 178: Trekmodulus, buigmodulus, treksterkte, gekerfde impactsterkte, flow rates en andere karakteristieke waarden kunnen snel gereproduceerd en geëvalueerd worden.
- Met onze trendanalyse kan u afwijkingen op lange termijn evalueren en herkennen.
3-punts buigtest volgens ISO 178
Naast de correcte afmetingen is een belangrijke eigenschap van onze gesofisticeerde buigopstelling de nauwkeurige uitlijning. De opleggingen moeten ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de buigvin zeer nauwkeurig uitgelijnd worden. Hoekfouten veroorzaken in de spanning/rekcurve een zogenaamde curve-voet, die mogelijk de bepaling van de modulus aanzienlijk vervalst. Instelbare opleggingen en doordachte kalibers vergemakkelijken deze opgave aanzienlijk. Centreeraanslagen ter hoogte van de opleggingen vergemakkelijken de exacte positionering van het sample.
3-punts buigtestkit met afstandskaliber volgens ISO 178:
- Met de ZwickRoell buigtestkit kunnen tests uitgevoerd worden met een maximale kracht van 20 kN. De maximale doorbuiging bedraagt 36 mm;
- Met behulp van het afstandskaliber om de afstand tussen de steunen in te stellen en de centreerstops, kan de buigtestkit ingesteld worden volgens de norm voor tests volgens ISO 178 en ASTM D790.
- Volgens ISO 178 voor de 3-punts buigtest bedraagt de afstand tussen de steunen 64 mm bij een radius van de buigvin en de steunen van 5 mm en een breedte van de steunen van 40 mm.
- De steunen kunnen op een precieze afstand van elkaar en de steun-as uitgelijnd worden, en gecentreerd worden met de stempel.
- De centreerstops van de buigtestkit kunnen handig bijgeregeld en gepositioneerd worden met het afstandskaliber voor een samplebreedte van 10 mm (ISO 178) en 12,7 mm (ASTM D790).
ISO 178 - ZwickRoell oplossingen voor meting van de doorbuiging
De resultaten van de 3-punts buigtest volgens ISO 178 tonen vooral de materiaaleigenschappen dicht bij het oppervlak van het sample. In vergelijking met de trektest zijn de gemeten doorbuigingen ongeveer vier keer groter dan de verlenging in trekrichting.
- ZwickRoell testmachines kunnen de vervorming van het frame, de krachtcel en het buigwerktuig compenseren met onze testXpert testsoftware. Zo wordt voldaan aan de vereisten voor doorbuigingsmeting bij tests van type III. Op deze manier is de meting via de verplaatsing van de traverse van de testmachine nauwkeurig genoeg. Vooral voor kwaliteitscontrole wordt de bediening daardoor een stuk eenvoudiger.
- Als een hoge reproduceerbaarheid nodig is, bijvoorbeeld voor tests type IV volgens ISO 178, wordt het gebruik van een rekmeter aanbevolen die de doorbuiging onderaan het sample meet zonder een kracht uit te oefenen. ZwickRoell levert passende meetvoelers voor de buigtest, die eenvoudig in de automatische extensometers makroXtens of multiXtens kunnen geschoven worden in plaats van de trekvoelers.
Frame voor de 3-punts buigtest volgens ISO 178
Voor het uitvoeren van de 3-punts buigtest volgens ISO 178 kan u onze universele testmachines uit de zwickiLine, ProLine en AllroundLine reeksen gebruiken.
Geautomatiseerde 3-punts buigtest volgens ISO 178
In het bijzonder wanneer het gaat om grote aantallen samples, is hiervoor veel personeel nodig. Een testsysteem voor geautomatiseerde tests op kunststoffen ontlast gekwalificeerd laboratoriumpersioneel van routinetaken waardoor ze complexere dingen kunnen doen, zoals het interpreteren en beoordelen van gegevens, evalueren van nieuwe materialen of andere onderzoeksactiviteiten.
Al onze roboTest N, roboTest L en roboTest R geautomatiseerde testsystemen zijn geschikt voor geautomatiseerde 3-punts buigtests volgens ISO 178.
Vergelijking van onze geautomatiseerde testsystemen voor kunststoffen Vraag een gesprek
