Guida definitiva ad ASTM D3574

ASTM D3574 descrive una serie di test utilizzati per caratterizzare le proprietà delle schiume poliuretaniche flessibili. Queste schiume sono più comunemente usate dalle industrie di mobili, biancheria da letto e automobili per la creazione di sedili e materassi che migliorino l'ergonomia per il consumatore e massimizzano il comfort. Per formare un quadro completo delle proprietà meccaniche di un materiale, sono necessari test approfonditi secondo ASTM D3574. Questa guida è progettata per introdurvi agli elementi di base dei test ASTM D3574, compresa una panoramica delle attrezzature, del software e dei campioni necessari. Tuttavia, chiunque stia pianificando di condurre test secondo questa norma non dovrebbe considerare questa guida un sostituto adeguato alla lettura della norma completa.

 Applicazioni ASTM D3574

Cosa misura?

ASTM D3574 include 18 diversi test meccanici che sono progettati per valutare le proprietà di compressione, trazionee tenuta allo strappo della schiuma. I test più comunemente eseguiti sono i test di compressione che rivestono il maggiore impatto sulle prestazioni del prodotto. Anche se non tutti i 18 test richiedono l'uso di una macchina di test universale, i seguenti lo fanno:

  • Test B1: test di deflessione della forza di indentazione (IFD) *Più comune
  • Test B2: test della base di misura residua dell’indentazione (IRGL)
  • Test C: test di deflessione della forza di compressione *Più comune
  • Test D: test di set di compressione a deformazione costante
  • Test E: test di trazione
  • Test F: test di tenuta allo strappo

Mentre i test statici forniscono informazioni preziose riguardo alle proprietà e ai limiti iniziali della schiuma, i test dinamici a lungo termine forniscono ai produttori una visione della durata del prodotto. L'utente finale si aspetta che i prodotti in schiuma siano di supporto non solo al primo utilizzo, ma anche al millesimo e al milionesimo. I seguenti test possono essere eseguiti sui sistemi dinamici ElectroPuls:

  • Test I2: test di fatica dinamica, taglio del rullo
  • Test I3: test di fatica dinamica, martellamento a forza costante
  • Test I4: test di fatica dinamica, cuscino di moquette
  • Test I5: test di fatica dinamica, martellamento a deflessione costante

ASTM D3574 è la norma giusta per voi?

Ci sono molti metodi di test diversi che si applicano a vari tipi di schiume, comprese le schiume poliuretaniche rigide. L’ASTM D3574 si applica solo alle schiume poliuretaniche flessibili: la definizione tecnica tra flessibile e rigido è esplicitamente definita all'interno della norma stessa. Il test previsto da ASTM D3574 è ideale per eseguire test comparativi tra diversi campioni di schiuma, spesso differenziati per composizione chimica, densità e porosità. Questa norma viene spesso applicata insieme a un'analisi della pressione più sofisticata per simulare il carico applicato dal corpo umano.

Sistema di test dei materiali

L’ASTM D3574 viene applicata su un sistema di test universale come i sistemi Instron della serie 3400 o 6800. La maggior parte dei test di compressione ASTM D3574 viene eseguita su un sistema a doppia colonna come il modello 68TM-50. La dimensione del campione e le relative attrezzature richiedono l'uso di un sistema a doppia colonna, mentre i test di resistenza alla trazione e di tenuta allo strappo possono essere eseguiti sia su una colonna doppia, sia su un sistema a colonna singola, come il modello Instron 68SC-5. Un sistema da 5 kN o 10 kN (1125 o 2250 lbf) è il più comune, capace di applicare la maggior parte delle forze di compressione e di trazione prodotte durante i test ASTM D3574.

Impostazione del test con ASTM D3574

Impostazione del test ASTM D3574

1. Instron 6800

2. Dashboard Bluehill Universal (2490-696)

3. Cella di carico serie 2580

4. 2810-130 Attrezzatura di compressione della schiuma

 

Attrezzature e prese

La norma ASTM D3574 richiede l'uso di una attrezzatura di compressione specializzata che minimizzi la variabilità tra i laboratori quando si eseguono i testB1 eB2. L'attrezzatura ha una base perforata con diametri e spaziature dei fori stabiliti che permette all'aria di fluire attraverso la schiuma mentre è sotto compressione. L'incudine utilizza una sede sferica per auto-allinearsi durante un test, minimizzando qualsiasi carico scentrato.

apparecchiatura per test su schiuma

Per il test C si deve usare una piastra rigida perforata. Per il test D si possono usare piastre rigide standard non perforate. Per questi test, la dimensione delle piastre dipende dalla geometria del campione richiesto. Poiché entrambi i test raccomandano una dimensione del campione di 50 mm x 50 mm x 25 mm, è idonea una piastra standard di 6 pollici di diametro.

L'esecuzione dei test di trazione e di strappo richiede l'uso di prese ad azione laterale. Le prese a vite ad azione avanzata sono ideali per la loro capacità di regolare manualmente la pressione di serraggio e la distanza tra le facce delle ganasce. I campioni di schiuma sono molto flessibili e la maggior parte delle prese pneumatiche impartisce una pressione di serraggio troppo elevata, causando la rottura prematura del campione. Le facce dentellate sono solitamente usate per evitare che il campione scivoli fuori dalla faccia della ganascia.

Apparecchiature ASTM D3574

Controllo dei test

Le procedure di test delineate nello standard per le proprietà a compressione includono una serie complessa di rampe e appigli per valutare il materiale. Per esempio, il test di deflessione della forza di indentazione (IFD) richiede il pre-ciclo del campione e rampe e appigli multipli che non possono essere programmati con un modello di metodo standard. Bluehill Universal TestProfiler permette all'utente di creare sequenze di test complesse con facilità. L'interfaccia del software utilizza icone intuitive e flussi di lavoro senza difficoltà per semplificare il processo, riducendo al minimo la quantità di tempo che gli operatori devono dedicare alla creazione del metodo. Quello che segue è un esempio di una sequenza di TestProfiler secondo quanto previsto dalla norma e la successiva curva prodotta dal test:

Schermata di Bluehill Universal

curva stress/deformazione ASTM D3574

Produttività

Per i laboratori con esigenze di parecchi test, l’impostazione della macchina può essere modificata in diversi modi, fino alla completa automazione, al fine di accelerare il processo di test. I sistemi completamente automatizzati come l'AT3 di Instron sono progettati per incorporare la misurazione e il carico del campione, il test e la rimozione e sono in grado di funzionare per ore senza interazione dell'operatore. Questi sistemi aiutano a ridurre la variabilità dovuta all'errore umano e possono essere lasciati in funzione senza sorveglianza dopo che gli operatori di laboratorio sono andati a casa per la notte.


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