La guía más completa sobre la norma ASTM D3574

La norma ASTM D3574 describe una gama de ensayos usados para caracterizar las propiedades de espumas flexibles de poliuretano. Estas espumas se usan con más frecuencia en las industrias de muebles, artículos de cama y automotriz para la creación de asientos y colchones que mejorarán la ergonomía de los consumidores y maximizarán la comodidad. Para formar una imagen completa de las propiedades mecánicas del material, se requiere un ensayo extenso según la norma ASTM D3574. Esta guía está diseñada para presentarle los elementos básicos del ensayo de la norma ASTM D3574, e incluye un resumen del equipo, software y especímenes necesarios. Sin embargo, cualquier persona que planifique realizar el ensayo según esta norma no debe considerar esta guía como un sustituto de la norma completa.

 Aplicaciones de la norma ASTM D3574

¿Qué mide?

ASTM D3574 incluye 18 ensayos mecánicos diferentes que están diseñados para evaluar las propiedades de resistencia a la compresión, tracción y desgarro de la espuma. Los ensayos ejecutados con más frecuencia son los ensayos de compresión, que tienen el mayor impacto en el desempeño del producto. Aunque no todos los 18 ensayos requieren el uso de una máquina universal de ensayo, los siguientes sí lo requieren:

  • Ensayo 1: ensayo de deflexión de fuerza de hendidura (IDF) *El más común
  • Ensayo B2: ensayo de longitud de referencia residual de hendidura (IRGL)
  • Ensayo C: ensayo de deflexión de la fuerza de compresión * El más común
  • Ensayo D: ensayo de set de compresión de deflexión constante
  • Ensayo E: ensayo de tracción
  • Ensayo F: ensayo de resistencia al desgarro

Aunque los ensayos estáticos ofrecen información valiosa relacionada con las propiedades y limitaciones iniciales de la espuma, los ensayos dinámicos a largo plazo ofrecen a los fabricantes datos sobre la durabilidad del producto. Un usuario final espera que los productos de espuma ofrezcan soporte, no solo en el primer uso, sino también con el uso número mil y un millón. Los siguientes ensayos pueden realizarse en los sistemas dinámicos ElectroPuls:

  • Ensayo I2: ensayo de fatiga dinámica, con rodillo cortante
  • Ensayo I3: ensayo de fatiga dinámica, golpeteo de fuerza constante
  • Ensayo I4: ensayo de fatiga dinámica, amortiguación de alfombra
  • Ensayo I5: ensayo de fatiga dinámica, golpeteo de deflexión constante

¿La norma ASTM D3574 responde a sus necesidades?

Hay muchos métodos de ensayo diferentes que se aplican a varios tipos de espumas, incluidas las espumas rígidas de poliuretano. La norma ASTM D3574 se aplica únicamente a espumas flexibles de poliuretano: la definición técnica de flexible y rígido está explícitamente descrita en la norma. El ensayo de la norma ASTM D3574 es ideal para ejecutar ensayos comparativos entre las diferentes muestras de espuma que se diferencian por la composición química, la densidad y la porosidad. Generalmente, esta norma se ejecuta junto con análisis de presión más sofisticados para imitar la carga aplicada por el cuerpo humano.

Sistema de ensayo de materiales

La norma ASTM D3574 se ejecuta en un sistema universal de ensayo como los sistemas serie 3400 o serie 6800. La mayoría de los ensayos de compresión de la norma ASTM D3574 se ejecutan en un sistema de doble columna como el modelo 68TM-50. El tamaño del espécimen y los accesorios relacionados requieren el uso de un sistema de doble columna, mientras que los ensayos de tracción y desgarro pueden ejecutarse en un sistema de una o dos columnas, como el modelo 68SC-5 de Instron. El sistema de 5 kN o 10 kN (1125 o 2250 lbf) es el más común, capaz de aplicar la gran mayoría de fuerzas de compresión y tracción producidas durante el ensayo de la norma ASTM D3574.

Configuración del ensayo de la norma ASTM D3574

Configuración del ensayo de la norma ASTM D3574

1. Instron 6800

2. Tablero Bluehill Universal (2490-696)

3. Celda de carga serie 2580

4. Accesorio de compresión de espuma 2810-130

 

Accesorios y agarres

La norma ASTM D3574 requiere el uso de un accesorio de compresión especializado que minimice la variabilidad entre los laboratorios cuando se ejecutan ensayos B1 y B2. El accesorio tiene una base perforada con diámetros de orificio y espacios establecidos, que permite el paso de aire a través de la espuma sometida a compresión. El yunque utiliza un asiento esférico para la alineación automática durante el ensayo para minimizar cualquier carga fuera del centro.

Accesorio de ensayo para espuma

Para el ensayo C, debe usarse una platina rígida perforada. Para el ensayo D, pueden usarse platinas rígidas estándar no perforadas. Para estos ensayos, el tamaño de las platinas depende de la geometría requerida del espécimen. Como estos ensayos recomiendan un tamaño de espécimen de 50 mm x 50 mm x 25 mm, una platina estándar de 6 pulgadas de diámetro es ideal.

Ejecutar los ensayos de tracción y desgarro requiere el uso de agarres de acción lateral. Los agarres avanzados de acción con tornillo son ideales por su capacidad para ajustar manualmente la presión de agarre y la distancia entre las caras de la mordaza. Los especímenes de espuma son muy flexibles y la mayor parte de los agarres neumáticos imparte demasiada presión de agarre y provoca que el espécimen falle prematuramente. En general, se usan caras dentadas para evitar que el espécimen se desplace fuera de la mordaza.

Accesorios de la norma ASTM D3574

Control de prueba

Los procedimientos del ensayo descritos en la norma para propiedades de compresión incluyen series complejas de rampas y soportes para evaluar el material. Por ejemplo, el ensayo de deflexión de fuerza de hendidura (Indentation Force Deflection, IFD) requiere un ciclo previo del espécimen y múltiples rampas y soportes que no pueden programarse con una plantilla de método estándar. TestProfiler de Bluehill Universal permite que el usuario cree secuencias complejas de ensayo con facilidad. La interfaz del software usa iconos intuitivos y flujos de trabajo fáciles para simplificar el proceso, así se minimiza la cantidad de tiempo que necesitan los operarios para crear un método. El siguiente es un ejemplo de una secuencia de TestProfiler según la norma, además de la curva subsiguiente producida en el ensayo:

Captura de pantalla de Bluehill Universal

Curva de esfuerzo/deformación según la norma ASTM D3574

Productividad

Para los laboratorios que ejecutan un gran volumen de ensayos, la configuración de la máquina puede modificarse de varias maneras, hasta llegar a la automatización completa, a fin de acelerar el proceso de ensayo. Los sistemas de ensayo completamente automáticos, como el AT3 de Instron, están diseñados para incorporar medición del espécimen, carga del espécimen, ensayo y retiro, y pueden ejecutarse durante horas sin interacción del operador. Estos sistemas ayudan a reducir la variabilidad provocada por errores humanos y puede ejecutarse sin supervisión después de que los operarios se retiran durante la noche.


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