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ISO 527-3 Propiedades de tracción de películas y láminas

ISO 527-3 Tensile Properties of Films and Sheets

Escrito por Dan Caesar

La norma ISO 527-3 es una norma internacional utilizada para determinar las propiedades de tracción de las películas o láminas de plástico. Las láminas de plástico se utilizan mucho en la industria del embalaje y como componentes de productos más complejos, como las baterías de los vehículos eléctricos. Las propiedades de los materiales indicadas para esta norma son la resistencia a la tracción, el límite elástico y la deformación.

Por película o lámina se entiende una muestra de ensayo de plástico con un grosor inferior a 1 mm. Los plásticos con un grosor superior a 1 mm deben ensayarse según la norma ISO 527-2. La norma ASTM equivalente a la ISO 527-3 es la ASTM D882.



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Pruebas de películas separadoras para baterías de vehículos eléctricos

Las películas separadoras se utilizan en la producción de baterías de vehículos eléctricos para separar el ánodo y el cátodo en las baterías de iones de litio y otras baterías de electrolito líquido. Estas películas se requieren en grandes volúmenes y son extremadamente críticas para la seguridad del producto. Dado que aún no se han establecido normas de ensayo específicas para las baterías de los VE, la norma ISO 527-3 se utiliza habitualmente como norma sustitutiva para caracterizar sus propiedades de fricción. El material más utilizado para la película separadora es la poliolefina, una película de polímero lo suficientemente resistente como para soportar la operación de bobinado durante el montaje, así como el revestimiento desigual de litio en el ánodo debido al uso extensivo. Un material separador más seguro y resistente evita con mayor eficacia el contacto entre el ánodo y el cátodo, mientras que un material más fino ayuda a reducir el peso de cada pila y a mejorar la densidad energética.

Obtenga más información sobre las pruebas de baterías visitando nuestro centro de contenidos sobre pruebas de baterías de vehículos eléctricos.

Equipo de ensayo recomendado

Dado que las probetas de película fina se rompen con fuerzas relativamente bajas, los ensayos ISO 527-3 suelen realizarse en una máquina de ensayos universal de una sola columna. Sin embargo, debido al hecho de que muchas probetas de película fina presentan un elevado alargamiento a la rotura, puede ser necesario un bastidor de columna única de altura extra o, posiblemente, un bastidor de columna doble para poder realizar el ensayo hasta la rotura. Las series 3400 y 6800 de Instron incluyen una variedad de bastidores de ensayo adecuados para el ensayo de películas delgadas, con la serie 6800 ofreciendo muchas características avanzadas para aquellos que deseen maximizar la repetibilidad y el rendimiento.

Configuración de la prueba ISO 527-3


Sistema universal de pruebas de la serie 6800

 Bluehill Universal Software

 Célula de carga serie 2580

 Empuñaduras neumáticas de acción lateral

 

Configuración de la prueba ISO 527-3

Soluciones de agarre

Debido a la naturaleza flexible y delicada de las probetas de película fina, la sujeción de las probetas puede ser todo un reto. Las mordazas neumáticas de acción lateral son una solución ideal porque proporcionan una presión de aire de entrada ajustable para garantizar que las muestras puedan sujetarse suficientemente durante todo el ensayo. Cuando se utilizan mordazas neumáticas con el kit de aire Smart-Close, los operarios pueden definir la presión de sujeción de entrada en el método de ensayo Bluehill® Universal, sustituyendo la necesidad de cambiar manualmente la presión en el regulador del suministro de aire. El Kit de Aire Smart-Close no sólo promueve un uso más seguro de las mordazas neumáticas, sino que puede hacer que las pruebas sean más eficientes y repetibles.

Lea nuestro libro blanco sobre las pruebas de películas finas:

 

Para quienes busquen una solución no neumática para los ensayos ISO 527-3, Instron recomienda las mordazas de rodillo autoapretantes. Las mordazas de tornillo de apriete manual no se recomiendan para ensayos de películas finas, ya que la variabilidad que añaden a la presión de apriete puede repercutir negativamente en la repetibilidad de los resultados y provocar una mayor frecuencia de agarre incorrecto (roturas o deslizamientos de la mordaza).

1 kN Modelo | 2712-041

1 kN Modelo | 2713-007

ALINEACIÓN DE LA MUESTRA

Los ensayos de tracción de películas finas y láminas presentan más desafíos que los ensayos de probetas rígidas. La mayoría de las películas y láminas finas utilizadas en la fabricación de baterías para VE tienen un grosor no superior a 15 micras, por lo que es extremadamente fácil dañarlas durante el proceso de inserción de la probeta. Alinear correctamente unas probetas tan delicadas es un punto muy delicado para muchos laboratorios de ensayos, por lo que se recomienda el uso de un dispositivo cargador de probetas de precisión. Estos dispositivos utilizan un clip de alineación desmontable y un raíl lineal para guiar las probetas hasta las mordazas, y están disponibles en varios tamaños para adaptarse a una amplia gama de dimensiones de probetas.



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MEDICIÓN DE LA TENSIÓN

Los extensómetros nos permiten proporcionar la medición de deformación más precisa. La extensometría de vídeo sin contacto es la mejor solución para los ensayos de láminas delgadas, ya que los extensómetros de clip típicos pesan sobre la probeta provocando fallos prematuros. El extensómetro de vídeo avanzado (AVE3) de Instron puede medir la deformación con la misma precisión que un extensómetro de pinza sin entrar en contacto físico con la probeta.



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RESULTADOS Y RENDIMIENTO

El software de ensayos Bluehill Universal de Instron facilita la elaboración de informes de cálculos de conformidad con la norma. Los clientes que elijan el conjunto de métodos Plastics recibirán un método de ensayo preconfigurado para los ensayos ISO 527-3, completo con parámetros de ensayo y cálculos específicos para ayudar a garantizar el cumplimiento.

Para los laboratorios con necesidades de ensayo de gran volumen, pueden realizarse varias modificaciones en la configuración de la máquina de tracción para acelerar el proceso de ensayo y aumentar el rendimiento, hasta llegar a los sistemas de ensayo totalmente automatizados. Los sistemas totalmente automatizados, como el AT3 de Instron, están diseñados para incorporar la medición de la probeta, la carga, el ensayo y la retirada de la probeta, y son capaces de funcionar durante horas sin la interacción del operario. Estos sistemas ayudan a reducir la variabilidad debida al error humano y pueden dejarse en funcionamiento una vez finalizado el turno para seguir obteniendo resultados cuando los operarios se van a casa.



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