ASTM D3763 Propriétés de Perforation à Haute Vitesse des Plastiques

Depuis les années 50, l'industrie du plastique est devenue une industrie majeure présente dans tous les aspects de notre vie. Elle améliore les emballages, crée de nouveaux textiles et permet de produire de nouveaux produits et des technologies de pointe. En raison, entre autre, de sa capacité unique à répondre à des besoins fonctionnels très spécifiques, le plastique est le matériau le plus utilisé au monde. Sa versatilité lui permet, ainsi qu'à ses composites, d'être utilisé dans n'importe quelle application, des pièces de voitures aux pièces de poupée en passant par les bouteilles et les réfrigérateurs dans lesquels elles sont stockées.

L'augmentation des exigences par rapport aux propriétés mécaniques et chimiques des matériaux plastiques a entraîné une augmentation des exigences des critères d'homologation. En raison des nouvelles utilisations structurelles de ces matériaux, il est essentiel de connaître leur comportement lorsqu'ils sont soumis à des conditions dynamiques, c'est-à-dire à des impacts. Les défaillances dynamiques des matériaux sont différentes de celles déterminées lors d'essais à des vitesses plus faibles et plus constantes. C'est particulièrement vrai pour les plastiques, plusieurs variables pouvant affecter le matériau. La manière dont les polymères sont utilisés pour créer une forme/une configuration de matériau spécifique, l'utilisation de résines additionnées ou non, l'ajout de colorants artificiels et le façonnage affectent la résistance et la durabilité non seulement du matériau fini, mais également du produit fini. Les essais conformes à la norme ASTM D3763 permettent aux ingénieurs des nouveaux matériaux et aux ingénieurs de conception de tester les propriétés des matériaux, telles que la résistance, la ductilité, la dureté et l'absorption d'énergie.

Pour cet essai, nous avons utilisé un puits de chute Instron 9450 avec l'option Haute énergie équipé d'une cellule de charge de 22 kN, d'un insert à marteau hémisphérique ½ pouce (12.7 mm), de notre système d'acquisition touch screen et de notre logiciel Bluehill Impact, ainsi que d'une fixation de serrage pneumatique conçue conformément à la norme ASTM D3763. La vitesse d'impact était de3.3 m/s et 4,4 m/s. L'intervalle de temps pour l'acquisition de données était de 30 millisecondes. La norme ASTM D3763 stipule que l'éprouvette doit être centrée et serrée entre les deux plaques de la fixation de support de manière à ce que la pression de serrage soit uniforme pour empêcher tout glissement lors des essais. L'énergie disponible utilisée pour l'essai doit permettre un ralentissement de vitesse inférieur à 20% entre le début de l'essai et le point de charge maximal. Nous avons noté que lorsque l'énergie d'impact disponible était au moins trois fois supérieure à l'énergie à la charge maximale, le ralentissement de vitesse était inférieur à 20%.

Les essais doivent être menés dans une atmosphère de laboratoire standard de 23 ± 2°C avec une humidité relative de 50%. En modifiant la température de conditionnement et d'essai, et en procédant aux essais de manière contrôlée à une vitesse d'impact donnée, la température à laquelle le matériau passe d'un mode de rupture ductile à un mode de rupture fragile peut être déterminée pour la plupart des plastiques.

Si l'optimisation du débit et des ressources est un problème, l'Instron 9450 peut également être équipé de solutions intelligentes pour tester jusqu'à 30 échantillons sans pilote ou jusqu'à 10 échantillons avec un effort utilisateur limité et jusqu'à 50% d'économie en termes de temps de cycle et consommation d'azote liquide.

Cette configuration d'essai est parfaitement adaptée pour déterminer les caractéristiques de performance des matériaux plastiques dans des conditions d'impact. Les fournisseurs de plastique et leurs clients peuvent utiliser les résultats d'essai pour vérifier les performances des produits. L'utilisation d'une chambre environnementale permet à ces deux parties de comprendre la manière dont le matériau réagit dans des applications plus froides ou chaudes.

VIDEO:ASTM D3763