Verfasser Daniel Caesar
Kunststoffe haben sich aufgrund von niedrigen Kosten und Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und allgemeiner Vielseitigkeit eine bedeutende Präsenz in vielen Branchen geschaffen. Es ist wichtig, die Materialeigenschaften von Kunststoffen zu bestimmen, um ihr zu erwartendes Verhalten in realen Anwendungen zu charakterisieren. Eine bedeutende Eigenschaft ist die Beziehung zwischen Belastung und Dehnung, während eine Kunststoffprobe gebogen oder gekrümmt wird, d. h. die Biegeeigenschaft Die „International Organization for Standardization“ (ISO) entwickelte die ISO 178, um ein international genormtes Prüfverfahren zur Bestimmung dieser Eigenschaft festzulegen.
Mit dieser Anleitung sollen Sie in die grundlegenden Elemente eines ISO-178-Biegeprüfverfahrens eingeführt werden und eine Übersicht über erforderliche Prüfgeräte, Proben und Ergebnisse im Rahmen der Norm erhalten. Beim Planen von Prüfungen nach ISO 178 darf jedoch diese Anleitung nicht als gleichwertiger Ersatz für das Lesen der vollständigen Norm betrachtet werden.
Bei der ISO 178 handelt es sich um ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Biegeeigenschaften von steifen und halbsteifen Kunststoffen mittels einer Dreipunkt-Biegeprüfung auf einem Universalprüfsystem. Bei einem Dreipunkt-Prüfverfahren wird Kraft auf eine rechteckige, an beiden Enden auf Stützpunkte aufgelegte Probe aufgebracht. Die aufgebracht Kraft wird mittels einer Wägezelle gemessen und die verursachte Verformung wird entweder durch die Traversenverschiebung des Systems (mit Korrektur der Ergebnisse für Systemkonformität) oder mit einem direkten Dehnungsmessgerät gemessen. ISO 178 beschreibt vier Testtypen. In jedem wird eine Verformungs-Messmethode (d. h. Traverse oder direkter Dehnungsaufnehmer) sowie eine zugehörige Genauigkeitsvorgabe angegeben.
Die Art des ISO-178-Prüfverfahrens, die ein Labor durchführt, wird letztendlich von den Anforderungen seiner Kunden abhängen, ob es sich um interne F&E-Labore oder um unabhängige Labore handelt. Es ist wichtig, dass Sie die spezifischen Anforderungen Ihres Labors bestimmen und mit Ihren Kunden absprechen, bevor Sie Prüfgeräte erwerben und Prüfverfahren ausführen.
Ist ISO 178 die richtige Norm für Sie?ISO 178 ist der ASTM D790 sehr ähnlich, mit einigen bedeutenden Unterschieden:
- ISO 178 erfordert den Einsatz entweder eines Deflektometers oder einer Konformitätsberichtigung zur Bestimmung des Moduls. Für ASTM D790 kann das Modul durch Traversenverschiebung allein berechnet werden.
- Die bevorzugten Probengrößen sind unterschiedlich, und da die Prüfgeschwindigkeit von der Probentiefe abhängt, können die Prüfgeschwindigkeiten der Normen voneinander abweichen. Die empfohlene Tiefe von ISO 178-Proben ist 4 mm, während die empfohlene Tiefe von ASTM D790-Proben 3,2 mm ist.
- Für ASTM D790 ist nur eine Prüfgeschwindigkeit zulässig, während ISO 178 nach der Messung des Moduls eine zweite (schnellere) Prüfgeschwindigkeit erlaubt.
Proben für ISO 178 werden entweder gemäß ISO 2818 aus Platten oder nach ISO 293/295 bzw. ISO 294-1/10724-1 durch Formpressen oder Spritzguss hergestellt Bevorzugte Probenabessungen:
- Länge: 80 mm (± 2)
- Breite: 10 mm (± 0,2)
- Stärke: 4 mm (± 0,2)
Wenn diese bevorzugten Abmessungen nicht erreichbar sind, lässt ISO 178 alternative Breiten zu, abhängig von der Probenstärke. Bei anisotropen Materialien sind diese in beiden Richtungen zu prüfen.
VerfahrenAufgrund der relativ niedrigen Kraftanforderungen wird das Prüfen nach ISO 178 gewöhnlich mit Tischmodellen von Universalprüfmaschinen durchgeführt. Die Prüfmaschine muss in der Lage sein, eine konstante Geschwindigkeit zwischen 1 mm/min und 500 mm/min innerhalb der in der Norm vorgegebenen Toleranzen einzuhalten. Alle Modelle der Instron Prüfgeräte Serien 3400 und 6800 erfüllen die Genauigkeitsanforderungen. Das Kraftmessinstrument, oder Wägezelle, muss die Anforderungen der Klasse 1 der ISO 7500-1 über den aufzuzeichnenden Kräftebereich erfüllen. Ihr Labor muss unbedingt die Mindest- und Höchstkräfte für die Prüfverfahren kennen, damit die Wägezellen mit entsprechenden Kraftkapazitäten und Verifikationsbereichen ausgewählt werden können.