The Definitive Guide to ASTM D3574

ASTM D3574 describes a range of tests used to characterize the properties of flexible polyurethane foams. These foams are most commonly used by the furniture, bedding, and automotive industries for the creation of seats and mattresses that will improve consumer ergonomics and maximize comfort. In order to form a complete picture of a material's mechanical properties, extensive testing to ASTM D3574 is required. This guide is designed to introduce you to the basic elements of ASTM D3574 testing, including an overview of the equipment, software, and specimens needed. However, anyone planning to conduct testing to this standard should not consider this guide an adequate substitute for reading the full standard.

 ASTM D3574 applications

What Does it Measure?

ASTM D3574 includes 18 different mechanical tests that are designed to evaluate the compressive, tensile, and tear resistant properties of foam. The most commonly performed tests are the compressive tests, which have the greatest impact on product performance. Though not all of the 18 tests require the use of a universal testing machine, the following ones do:

  • Test B1 - Indentation Force Deflection Test (IFD) *Most Common
  • Test B2 - Indentation Residual Gauge Length Test (IRGL)
  • Test C - Compression Force Deflection Test *Most Common
  • Test D - Constant Deflection Compression Set Test
  • Test E - Tensile Test
  • Test F - Tear Resistance Test

While static tests provide valuable information regarding the initial foam properties and limitations, long-term dynamic testing provides manufacturers insight into the durability of the product. An end user expects foam products to feel supportive not only on the first use, but the one thousandth and millionth use as well. The following tests are capable of being performed on ElectroPuls dynamic systems:

  • Test I2 - Dynamic Fatigue Test, Roller Shear
  • Test I3 - Dynamic Fatigue Test, Constant Force Pounding
  • Test I4 - Dynamic Fatigue Test, Carpet Cushion
  • Test I5 - Dynamic Fatigue Test, Constant Deflection Pounding
Is ASTM D3574 the Right Standard for You?

There are many different testing methods which apply to various types of foams, including rigid polyurethane foams. ASTM D3574 applies only to flexible polyurethane foams: the technical definition between flexible and rigid is explicitly defined within the standard. ASTM D3574 testing is ideal for performing comparative testing between different foam samples, often differentiated by chemical composition, density, and porosity. This standard is often performed in conjunction with more sophisticated pressure analysis to mimic the loading applied by the human body.

Materials Testing System

ASTM D3574 is performed on a universal testing system such as Instron's 3400 Series or 6800 Series systems. Most ASTM D3574 compression testing is performed on a dual-column system such as the 68TM-50 model. The size of the specimen and related fixtures requires the use of a dual column system, while the tensile and tear resistance tests can be performed on either a dual column or a single column system, such as Instron's 68SC-5 model. A 5kN or 10kN (1125 or 2250 lbf) system is the most common, capable of applying the vast majority of compressive and tensile forces produced during ASTM D3574 testing.

ASTM D3574に準じた試験の設定

ASTM D3574に準じた試験の設定

1. Instron 6800

2. Bluehill Universalダッシュボード(2490-696)

3. 2580シリーズロードセル

4. 2810-130フォーム材の圧縮治具

 

治具とグリップ

ASTM D3574規格では、B1およびB2試験を実施する際に、試験室間のばらつきを最小限に抑えるための、専用の圧縮治具を使用することが義務付けられています。この治具は、穴の直径と間隔が設定されたパンチングベースになっており、圧縮状態で空気がフォーム材の中を流れるようになっています。アンビルは球面座を使用し、試験中に自己調整することで、中心から外れた荷重を最小に抑えます。

フォーム材の試験治具

試験Cでは、穴のあいた硬質圧縮盤を使用する必要があります。試験Dには、標準的な無孔の硬質圧縮盤を使用することができます。これらの試験では、圧縮盤の大きさは、要求される試験片の形状によって異なります。どちらの試験も試験片サイズは50 mm×50 mm×25 mmを推奨しているため、標準的な直径6インチの圧縮盤が適しています。

引張試験と引裂試験を行うには、サイドアクショングリップを使用する必要があります。高性能ねじ式グリップは、クランプ圧とフェース間の距離を手動で調整できるため、理想的なグリップです。フォーム材の試験片は非常に柔軟で、空気圧式のグリップではクランプ圧が強すぎるため、試験片が早期に破損してしまうものがほとんどです。ヤスリ目のフェースは、試験片がフェースから滑り落ちるのを防ぐために一般的に使用されます。

ASTM D3574治具

試験制御

圧縮特性について規格に概説されている試験手順には、材料を評価するための一連の複雑なランプとホールドが含まれています。たとえば、押し込み力試験(IFD)では、試験片のプリサイクリングと複数のランプとホールドが必要ですが、標準メソッドテンプレートではプログラムすることができません。Bluehill UniversalsのTestProfilerは、複雑なテストシーケンスを簡単に作成することができます。直感的なアイコンや簡単なワークフローを採用しているため、設定が簡素化され、オペレーターがメソッド作成に費やす時間を最小限に短縮します。以下は、規格に沿ったTestProfilerのシーケンスと、その後の試験で作成される曲線の一例です。

Bluehill Universalスクリーンショット

応力/ひずみ曲線ASTM D3574

試験処理能力

大量の試験処理を抱える試験室では、試験工程をスピードアップするために、完全自動化を含むいくつかの方法で装置のセットアップを変更することができます。インストロンのAT3などの完全自動化システムは、試験片の測定、試験片の取り付け、試験、取り出しが組み込まれており、オペレーターの介入なしに何時間も稼動できるように設計されています。これらのシステムは、人為的エラーによるばらつきを抑え、夜間でもオペレーターによる介入なく何時間にもわたって動作できます。


6800 シリーズプレミアム試験機のカタログ

インストロン6800シリーズ万能試験機は、他に類のない精度と信頼性を提供します。特許申請中のオペレーター保護機能に基づき、最新のスマートクローズエアキットおよび衝突緩和機能を搭載した6800シリーズは、材料試験をかつてないほどシンプルに、スマートに、安全にします。

Bluehill Universalの

Bluehill Universalソフトウェアは、タッチ操作と直感的なユーザー体験のために構築されています。あらかじめ備わっている試験メソッド、すぐに試験が開始できるQuickTest、強化されたデータ出力機能、そしてサービスとの直接通信を提供する新機能Instron Connectなど、よりシンプルでスマートな試験をご体感ください。 Bluehill 2やBluehill 3などの旧バージョンソフトは、簡単に最新バージョンのBluehillにアップグレードできます。

3400シリーズ – お手頃な試験ソリューション

引張、圧縮、曲げ、およびその他の材料特性を試験する、インストロン3400シリーズ万能試験機。

2501シリーズ圧縮盤

これらの圧縮盤は、取り付けが簡単で試験中に圧縮荷重を均等にかけるように設計された、精密に作られた治具です。

2710シリーズ ねじ式グリップ

ねじ式グリップは、試験片をつかむための簡単かつ効果的な方法を提供し、広範囲のアプリケーションに使用できます。 

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