ASTM D3574 Yumuşak köpük testi
ASTM D3574, esnek poliüretan köpüklerin değerlendirilmesi için önemli bir standarttır ve yoğunluk, çekme mukavemeti, sıkıştırma ve yorulma davranışı gibi fiziksel ve mekanik özelliklere ilişkin testleri içerir. ASTM D3574 öncelikle oturma mobilyaları, şilteler ve otomotiv bileşenlerinin üretiminde kullanılır. Malzeme testi için standartlaştırılmış test yöntemleri sağlayarak üreticilerin ürünlerinin kalitesini, konforunu ve dayanıklılığını garanti etmelerine yardımcı olur.
Aşağıda, ZwickRoell üniversal test cihazının ve özel test cihazlarının kullanılmasını gerektiren en yaygın kullanılan ASTM D3574 testlerine genel bir bakış sunulmaktadır Kapsamlı bilgi için Beuth Verlag veya ASTM'den standardı satın almak gerekir.
Tüm testlere genel bakış Test A Yoğunluk Test B Girinti sertliği Testi C Sıkıştırma sertliği Test E Çekme mukavemeti Testi F Yırtılma direnci Testi H Geri tepme esnekliği Test I1-5 Yorulma testleri Test J - L Yaşlanma
Tüm ASTM D3574 testlerine genel bakış
ASTM D3574, köpükleri aşağıdaki özelliklere göre karakterize etmek için 19 farklı test içerir. Etiketli testler* bir ZwickRoell test cihazı ve fikstürünün kullanılmasını gerektirir.
- Test A: Görünür yoğunluk (ayrıca bkz. ISO 845)
- Test B1: Girinti Kuvveti Sapması (IDF - sıkıştırmanın spesifikasyonu) ve B2 Girinti Kalıntı Ölçer Uzunluğu (IRGL - kuvvetin spesifikasyonu): Girinti sertliği* (bkz.ISO 2439)
- Test C: Sıkıştırma sertliği / yay karakteristik eğrisi* (bkz. ISO 3386)
- Test D: Sabit sıkıştırma ile sıkıştırma seti
- Test E: Çekme mukavemeti* (bkz. ISO 1798)
- Test F: Yırtılma mukavemeti* (bkz. ISO 8067)
- Test G: Hava Akışı Testi (hava akışı)
- Test H: Topun geri tepme esnekliği* (ayrıca bkz. ISO 8307, DIN 13014)
- Test I1 bis I4: Farklı kuvvet uygulama türleri için köpüklerin ön ve son testleri. I1 statik bir test iken, I2 ila I4 testleri yorulma testinde* gerçekleştirilir (bkz. ISO 3385:Yorulma testi)
- Test J ila L: Farklı çevresel koşullar altında yaşlandırma testi*
- Test M: Onarım süresi (iyileşme süresi)
- Test N: Hassasiyet kaybı
ASTM D3574 Test A ve ISO 845
Hem ISO 845 hem de ASTM D3574 Test A, esnek bir köpük numunesinin görünür yoğunluğunun numunenin kütlesi ve hacminin hesaplanması yoluyla belirlenmesini açıklar; kg/m3 cinsinden verilir.
ZwickRoell'in hassas terazisini testXpert test yazılımına bağlayarak görünür yoğunluk doğrudan belirlenebilir.
ASTM D3574 Test B
ASTM D3574'e göre girinti sertliği belirlenirken B1 ve B2 olmak üzere iki yönteme ayrılır:
B1 ve B2 yöntemlerinin amacı, uygulama alanı ve sonuçları:
- ASTM D Test B1 Girinti Kuvveti Sapması (IFD), %25 ve %65'lik belirli bir sıkıştırmada köpükte belirli girintiler oluşturmak için gereken kuvveti ölçen bir IFD testi olarak adlandırılır. Belirlenen sertlik %25 ve %65'te Newton cinsinden bir kuvvet (ayrıca IFD değerleri olarak da adlandırılır) olarak verilir.
- ASTM D Test B2 İz Kalıntı Ölçü Uzunluğu (IRGL-Test) girinti artık ölçü uzunluğu olarak adlandırılır. Buradaki öncelikli amaç, oturma konforunu sağlamak için sünger yastığın ortalama bir kişinin altında ne kadar kalın olması gerektiğini belirlemektir. ASTM D3574 B2 ile, köpük numunesinin kalan ölçüm uzunluğu (kalınlığı) ölçülür; bu, 4,5 N, 110 N ve 220 N'lik tanımlı bir kuvvetle yüklendikten sonra kalır. Sonuçlar mm cinsinden IRGL değerleri olarak verilmiştir.
B1 ve B2 cinsinden test numunesi:
- Test B1, standart numuneler (slabstock köpük) üzerinde çentik sertliğini ölçmek için bir laboratuvar yöntemi belirtirken, ASTM D3574 B2, düz bir yüzeyde yapılabildiği sürece, mümkün olduğunda bitmiş ürünün (kalıplanmış köpük) test edilmesini önerir.
- ASTM D3574 B1 uyarınca standart numune, bitmiş üründen uygun bir noktadan çıkarılır ve en az 380 mm x 380 mm x 100 mm boyutlarındadır.
Video: ASTM D3574 Test B'ye göre girinti sertliği
Test prosedürü, test ekipmanı ve test sonuçları:
Test için ASTM D3571 Test B'de tanımlanan 203 mm çapında düz dairesel bir indenter ile bir fikstür belirtilmiştir. Yumuşak köpükler için ZwickRoell sıkıştırma cihazı, B1 ve B2 yöntemlerine göre standartlara uygun testler için kullanılabilir. Bitmiş ürün (B1) veya standart numune (B2), test sırasında havanın hızlı bir şekilde çıkmasını sağlamak için havalandırma delikleri ile delinmiş 400 x 400 mm'lik bir plaka üzerine bastırılır.
Test sırasında, yumuşak köpüğün deformasyon davranışı kesin olarak tanımlanmış koşullar altında ölçülür ve bir kuvvet-girinti grafiğinde gösterilir. Test sırasında yumuşak köpüğün deformasyon davranışı kesin olarak tanımlanmış koşullar altında ölçülür ve bir kuvvet-girinti diyagramında görüntülenir.
Girinti sertliği ayrıca ISO 2439 ve DIN 53579-1'de ve ayrıca otomotiv endüstrisindeki bir dizi özel test yönteminde açıklanmaktadır. Bu amaç için uygun ZwickRoell test cihazları da mevcuttur.
ASTM D3574 Test C
ASTM D3574 Test C, sıkıştırma sertliğini belirlemek için esnek köpük üzerinde yapılan sıkıştırma testini tanımlar. Bu test, tanımlanan köpük numunelerinin tüm yüzeyi üzerinde %50 sıkıştırma elde etmek için gereken kuvveti ölçer.
ASTM D3574 Test C'ye göre numune:
- ASTM D3574 Test C'ye göre önerilen standart numune minimum 50 x 50 x 25 mm boyutlarındadır. Daha büyük numuneler tercih edilir. Yüzey alanı en az 2500 mm2 olmalı ve minimum 20 mm kalınlığa sahip olmalıdır.
Video: ASTM D3574 Test C'ye göre sıkıştırma sertliği
Test prosedürü, test ekipmanı ve test sonuçları:
- ASTM D3571 Test C'ye göre test için numune yüzeyinin tamamındaki basınç gerilimi belirtilir. Bu nedenle baskı plakaları test edilecek numuneden daha büyük olmalıdır. Kapalı hücreli köpükler, baskı plakalarında 6,5 mm havalandırma delikleri gerektirir.
- Test, orijinal kalınlığın %75 ila %80'i kadar olan 2 ön yükleme çevrimden ve ardından numunenin kalınlığının %50'sine kadar sıkıştırıldığı bir ölçüm çevriminden oluşur. Test sonucu için önemli olan başlangıç yüksekliği doğrudan ölçüm çevriminden önce belirlenir (ISO 3386 durumunda ilk ön yükleme döngüsünden önce).
- Sonuç, ölçüm çevriminden sonra numunenin mm cinsinden kalınlığı ve kilopaskal cinsinden sıkıştırma kuvveti CFD'sidir ve aynı zamanda yük kapasitesi, basınç gerilme-uzama karakteristiği, CFD veya CLD testi olarak da adlandırılır.
Sıkıştırma sertliği aynı zamanda ISO 3386'da ve otomotiv endüstrisindeki bir dizi özel test yönteminde de açıklanmaktadır, ancak teknik içerik bakımından farklılık gösterir. Sonuçlar iki yöntem arasında doğrudan karşılaştırılamaz.
ASTM D3574 Test C - test teknolojisi için özel gereksinimler
ASTM D3574 Test C'ye göre basınç gerilimi-uzama özelliklerinin ölçümü, test teknolojisine çeşitli özel gereksinimler getirir:
- Makine deformasyon düzeltmesi: Yük çerçevesi ve kuvvet sensörü, yük altında kendiliğinden deformasyon gösterir. Bu, baskı plakası mesafesinin aslında belirtilenden daha büyük olduğu anlamına gelir. Bu doğal deformasyon, ZwickRoell test yazılımı testXpert tarafından kaydedilir ve düzeltme için kullanılır. Tutma süreleri sırasında doğru baskı plakası aralığını doğru şekilde sağlamak için düzeltmenin devam eden test sırasında çevrim içi olarak yapılması gerekir.
- Numune kalınlığının elde edilmesi ve hesaplanması, yüzde sıkıştırma tahmini, iki yer değiştirme sıfır noktasının ve iki numune kalınlığının (gerekirse) işlenmesi, sonuçların standartlara göre hesaplanması, rapor oluşturma gibi özel yazılım işlevleri
ASTM D3574 Test E Çekme mukavemeti
ASTM D3574'ün Test F'si, bir çekme kuvvetinin köpük üzerindeki etkisini belirlemek için kullanılır. Bir gerilimve uzama diyagramının kaydedilmesine ek olarak, maksimum çekme mukavemetinin ve kopma uzamasının belirlenmesine odaklanılır. Yöntem malzeme karşılaştırmaları ve kalite güvencesi için çok uygundur.
ISO 1798 aynı zamanda esnek köpük üzerinde çekme testiyle de ilgilidir ancak teknik içerik bakımından farklılık gösterir ve sonuçlar iki yöntem arasında doğrudan karşılaştırılamaz.
ASTM D3574 test F'ye göre test örneği:
Test numuneleri genellikle bitmiş parçadan veya bir plakadan alınır. Standartta tam olarak tanımlanmış bir kalıp kullanılarak dambıl (papyon numune) şeklinde delinmeleri gerekir. Numunenin pürüzlü kenarlara sahip olmasını önlemek için kalıbın keskin olması ve çentiksiz olması gerekir. Tercih edilen numune ASTM D412'ye göre 140 mm uzunluğa ve 3 ila 14 mm kalınlığa sahip A Tipi papyon numunedir.. Bunun için ZwickRoell standart uyumlu kesme bıçaklarıyla kesme presleri sunmaktadır.
Test uygulaması ve test cihazı için gereksinimler:
- Çekme test cihazı, uygulanan maksimum kuvveti ölçmek için bir yük hücresi ile donatılmalıdır. (zwickiLine Resim)
- Papyon numuneleri sıkıştırmak için, ya düz çene ağzı olan yandan etkili vidalı çeneler ya da pnömatik çeneler uygundur; bunlar, numunenin kaymasını önlemek için artan gerilimle artan sıkıştırma yüzeyleri üzerinde eşit basınç uygular. (Çeneler için resim)
- Uzama, temaslı ekstansometreler veya temassız ekstansometrelerle ölçülebilir, ayrıca travers hareketi aracılığıyla da ölçülebilir. Numuneye kenetlenen klipsli ekstensometreler genellikle esnek köpük için uygun değildir. Kopma anındaki uzamayı ölçmek için ZwickRoell, test numunesinin belirli bir ölçüm uzunluğu dahilindeki uzamasını kaydeden mekanik ve optik uzun mesafe transdüserleri sağlar.
ASTM D3574 Test F Yırtılma yayılma direnci
ASTM D3574'e göre Test F, önceden hasar görmüş bir köpüğün yırtılma yayılma direncinin belirlenmesini tanımlar.
ASTM D3574 Test F'ye göre test numuneleri, 152,4 mm (6“) x 25,4 mm (1”) x 25,4 mm (1“) boyutlarında A tipi blok numunelerdir ve numune boyunca 40 mm (1,5”) uzunluğunda bir kesik yerleştirilir (pantolon numunesi).
ISO 8067 standardı da aynı konuyu ele almakla birlikte, en azından numune türü bakımından farklılık gösterirler, bu nedenle sonuçlar doğrudan karşılaştırılamaz. ASTM D3574 Test F sadece A tipi pantolon numunelerine / blok numunelere izin verirken, ISO standartlaştırılmış açılı numunelerin kullanımına izin verir. Halka testlerinde, Yöntem A'nın (pantolon numunesi) %36'ya kadar ve ISO 8067'ye göre Yöntem B'nin (açı numunesi) %12'ye kadar bir varyasyonu vardı.
Yırtılma yayılma testi, zwickiline elektromekanik test cihazıkullanılarak gerçekleştirilebilir. Kuvvetler nispeten düşük olduğu için kullanılan kuvvet aralığında sınıf 1. ölçme hassaslığını halen elde eden bir yük ölçme hücresi kullanılacaktır. Yırtılma mukavemeti, test sırasında ölçülen maksimum kuvvet ve numunenin ortalama kalınlığından hesaplandığı için yer değiştirme ölçümü gerekli değildir: Yırtılma mukavemeti: N/m = F/T x 10³
Test yazılımı testXpert, test sürecinin kontrol edilmesinden ve yırtılma direncinin standartlara uygun olarak değerlendirilmesinden sorumludur.
ASTM D3574 Test H ve ISO 8307 Geri Tepme Esnekliği
ASTM D3574 Test H testi, çelik bir bilyeyi bir köpük numunesinin üzerine düşürerek ve geri tepmenin yüksekliğini ölçerek geri tepme elastikiyetini ölçer. ASTM D3574 Test H, ISO 8307 ile aynıdır.
ZwickRoell top geri tepme test cihazı standardın gereksinimlerini karşılar ve içine 16 mm / 16,3 g çapında bir çelik bilyenin 500 mm düşme yüksekliğinden serbest bırakılabildiği dikey, şeffaf bir plastik tüpten oluşur. Geri tepme yüksekliği bir ışık perdesi kullanılarak ölçülür. Sonuçlar otomatik olarak değerlendirilir.
ASTM D3574 Test J, K, L yaşlandırma testleri
ASTM D3574 Test J, K ve L, oksidasyon ve/veya hidrolizin köpüğün mekanik özellikleri üzerindeki etkilerini analiz eden farklı tipte hızlandırılmış yaşlandırma testlerini tanımlamaktadır.
- Yaşlandırma testi J: Buhar otoklavında yaşlandırmanın etkisi (ayrıca bkz. ISO 2440)
- Yaşlandırma testi K: Konveksiyonlu fırında kuru ısıyla yaşlandırmanın etkisi (ayrıca bkz. ISO 2439)
- Yaşlandırma testi L: Bir iklim odasında nemli ısıyla yaşlandırmanın etkisi (ISO eşdeğeri yok)
Bu yöntemin prensibi birçok özelliğe uygulanabilir. İlk olarak, testler yukarıda açıklandığı gibi işlenmemiş durumda gerçekleştirilir ve ölçülür. Bunu, örneğin ısıl yaşlandırmadan (örneğin 140°C'de 7 gün) veya hidroliz yaşlandırmasından (örneğin 120°C'de 5 saat) sonra yaşlandırılmış durumda bir tekrar izler.
Isı, yaşlandırma için seçici olarak kullanılabilir. Arrhenius denklemi kimyasal reaksiyonların zaman içindeki hızlanmasını tanımlar. Van't Hoff kuralına göre, sıcaklıktaki her +10°C artış için kimyasal reaksiyonların hızı iki katına çıkar.
ASTM D3574 Test I Yorulma Testi
ASTM D3574 Test I1 ila I5, köpükler üzerinde yorulma testinin 5 yöntemini açıklamaktadır:
- Test I1: Sabit sıkıştırma ile statik test
- Test I2: Sabit kuvvetle “yuvarlanarak” dinamik yorulma testi
- Test I3:Sabit kuvvet ile sürekli titreşim testi (tokmaklama) (eşdeğer ISO 3385 )
- Test I4: Halılar için dinamik yorulma testi
- Test I5: Sabit sıkıştırma ile sürekli titreşim testi (tokmaklama)
ASTM D3574 Test I3'e göre sabit yük vurma testinin amacı ve hedefi
ASTM D3574 I3'e göre sabit yük vurma testinin amacı, sabit mekanik yük altında bir köpüğün uzun vadeli davranışını / yaşlanmasını değerlendirmektir. Bu, örneğin sürüş esnasında bir araç koltuğunun yüküne tekabül etmektedir.
ASTM D3574 Test I3'e göre sürekli titreşim testi:
Tüm test 3 aşamaya ayrılmıştır:
- Aşama 1: İlk ölçüm: ASTM D3574 Test B1 IFD değerine göre %40 sıkıştırmada (veya ISO 2439, Yöntem A) girinti sertliğinin belirlenmesi ve 4,5N +/- 0,5N ile ön yüklemeden sonra başlangıç yüksekliğinin (d1) belirlenmesi.
- Aşama 2: Dairesel bir girinti ve numuneden daha büyük delikli bir alt sıkıştırma plakası ile 380 x 380 mm ölçülerindeki bir köpük numunesine 750 N +/- 20 N'lik tanımlanmış bir sıkıştırma yükü, 1.17 Hz'lik bir frekans uygulayarak yorulma testi.
- Numune, bir yorulma test cihazında 8.000 döngü (yaklaşık 2 saat) ile A yöntemi veya 80.000 döngü (yaklaşık 19 saat) ile B yöntemi kullanılarak yorulacaktır. Yöntem C'de, özellikle viskoelastik köpükler için daha yavaş bir çevrim hızında (yaklaşık 20 saat) 12.000 çevrim belirtilmiştir.
- Aşama 3: Aşama 1'deki ölçümün tekrarı, burada ilk yükseklik (ve dolayısıyla sıkıştırma sıfır noktası) ilk ölçümden alınır.
Sonuç, sertlik kaybının (kPa cinsinden fark IFD değeri) ve yükseklik kaybı / numune kalınlığının ((d1-d2)/d1 x% 100) belirlenmesidir
Test hacminiz artıyor ve köpük testlerinizi standart spesifikasyonlara göre tekrarlanabilir, karşılaştırılabilir ve dolayısıyla güvenilir bir şekilde gerçekleştirmek mi istiyorsunuz?
ZwickRoell, esnek köpük üzerinde neredeyse tüm testleri otomatikleştirebilir - bu alanda uzun yıllara dayanan deneyime sahibiz. Robotik test sistemimiz roboTest R bunun için ilk tercihtir.
Uygulama seçenekleri, maliyetler ve amortisman süresi hakkında bugün size tavsiyelerde bulunalım.
Hemen talepte bulunun roboTest R hakkında daha fazla bilgi edinin Amortisman hesaplayıcısına
Video: Otomatik köpük testi
ASTM D3574'e göre ağırlık ve boyut ölçümlü basma testleri için robot test sistemi roboTest R.
ASTM D3574'e göre esnek köpük testi için test cihazları
ASTM D3574'e göre yumuşak köpük testi için kapsamlı bir ZwickRoell ürün portföyü mevcuttur:
- zwickiLine serisininüniversal test cihazı, ASTM D3574 Test B girinti sertliği, Test C sıkıştırma sertliği, Test E çekme mukavemeti ve Test F yırtılma yayılma mukavemeti gibi standart numunelerle test prosedürleri için uygundur ve 4 farklı kuvvet aralığında mevcuttur (0,5 / 1) / 2,5 / 5 kN) ve 3 adet yük çerçevesi yüksekliği mevcuttur.
- ProLine serisinin üniversal test cihazı ayrıca bileşen testlerine ve 400 mm'ye kadar genişliğe sahip sıkıştırma plakalarının kurulumuna izin verir ve daha yüksek kuvvetlerle testlere izin verir.
- CLine test cihazımız, büyük ve küçük kalıplanmış köpüklerin test edilmesinde uzmanlaşmıştır. 5 kN veya 10 kN'lik bir Fmax ile, katlanır masa kanatları kullanılarak koltuk testlerine (1000 x 1450 mm) veya kayan masa kullanılarak şiltelerin (1000 x 2000 mm) test edilmesine de olanak sağlar. Bu, onu özellikle düzenli üretim kontrolleri için uygun hale getirir.
- Yüksek yükleme hızına olanak sağlayan elektromekanik test cihazı (elektromekanik servo test silindiri), kolay dönüşüm sayesinde yorulma testlerinin yanı sıra girinti sertliği ve basma sertliğinin belirlenmesi için de kullanılabilir. Opsiyonel yükseltme sayesinde, özel iklim bölgelerinde ilgili ısı kabiniyle birlikte yaşlandırma testleri için de kullanılabilir.
