ASTM D3763 Propriétés de perforation à grande vitesse des Plastiques

Depuis les années 1950, les Plasticités sont devenues une industrie majeure - une industrie qui affecte tous les aspects de notre vie - en fournissant des emballages améliorés, en créant de nouveaux textiles et en permettant la production de nouveaux produits et de technologies de pointe. En partie grâce à sa capacité unique à être fabriqué pour répondre à des besoins fonctionnels très spécifiques, le plastique est le matériau le plus utilisé au monde. Sa polyvalence lui permet, ainsi qu'à ses Composites, d'être utilisé dans tous les domaines, des pièces de voiture aux pièces de poupée, des bouteilles de boisson aux réfrigérateurs dans lesquels elles sont stockées.

L'augmentation de la demande a entraîné la nécessité d'établir des critères d'acceptation plus exigeants en ce qui concerne les propriétés mécaniques et chimiques des matériaux plastiques. En raison de certaines des nouvelles utilisations structurelles de ces matériaux, il est essentiel de savoir comment ils se comporteront lorsqu'ils seront soumis à des conditions dynamiques, c'est-à-dire à des impacts. Les défaillances dynamiques des matériaux sont différentes de celles constatées lors d'essais à des vitesses plus lentes et plus régulières. C'est particulièrement vrai pour les Plasticités où de nombreuses variables peuvent affecter le matériau. La façon dont les polymères utilisés pour fabriquer un matériau spécifique se forment/se logent dans le matériau, le fait que les résines utilisées soient chargées ou non, les additifs de couleur et les processus de formage ont tous une incidence sur la résistance et la durabilité non seulement du matériau final, mais aussi du produit final. Les essais réalisés conformément à la norme ASTM D3763 permettent à l'ingénieur en matériaux et à l'ingénieur concepteur de tester les matériaux en fonction des propriétés souhaitées, telles que la Résistance, la ductilité, la Dureté et l'absorption d'énergie.

Pour cet essai, nous avons utilisé un Instron 9450 avec le système optionnel High Énergie, équipé d'une cellule Loas de 22 kN, d'un insert tup hémisphérique de ½ pouce (12,7 mm), d'un Données Acquisition System (DAS) avec tableau de bord à écran tactile et du logiciel Bluehill Impact, ainsi que d'un dispositif de serrage pneumatique conçu conformément à la norme ASTM D3763. La Vitesse de choc a été réglée à 3,3 m/s et 4,4 m/s. La Plage de temps pour l'acquisition des données a été fixée à 30 millisecondes. La norme ASTM D3763 stipule que l'éprouvette doit être centrée et serrée entre les deux plaques du dispositif d'assistance de manière à exercer une pression de serrage uniforme afin d'éviter tout glissement pendant l'essai. L'énergie disponible utilisée pour l'essai doit être telle que le ralentissement de la vitesse ne soit pas supérieur à 20 % entre le début de l'essai et le point de Crête (maximum) de la charge. Il a été remarqué que lorsque l'énergie de choc disponible est au moins trois fois supérieure à l'énergie à la charge maximale, le ralentissement de la vitesse est inférieur à 20 %.

Ces essais doivent être effectués dans une atmosphère de laboratoire standard de 23(± 2) degrés Celsius et 50 % d'humidité relative. En faisant varier la température de conditionnement et d'essai et en effectuant des essais de manière contrôlée à une vitesse de choc donnée, la température à laquelle le matériau passe d'un mode de défaillance ductile à un mode de défaillance fragile peut être établie pour la plupart des Plastiques.

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

Cette configuration d'essai est bien adaptée pour déterminer les caractéristiques de performance des matériaux plastiques dans des conditions de choc. Les fournisseurs de matières plastiques et leurs clients peuvent utiliser les résultats des essais pour vérifier les performances des produits. L'utilisation du caisson climatique permet aux deux parties de comprendre comment le matériau peut se comporter dans des applications plus ou moins froides.