소재 시험
소개


소재 시험은 플라스틱, 탄성중합체, 금속, 복합재, 섬유 등 소재의 특성과 관련된 값을 수량화 하는 것입니다. 제조업체, 연구소, 토목 엔지니어 및 기타 소재가 다양한 형태의 물리적 응력에 대해 어떻게 반응하는지 파악할 필요가 있는 모든 이들이 수행하는 시험입니다. 이 가이드에서는 다양한 시험 유형을 소개하고, 핵심 소재의 가장 중요한 특성을 설명하고, 이 시험에서 사용하는 장비를 개략적으로 설명하겠습니다.

소재 시험의 유형

모든 소재 시험은 파괴 또는 비파괴 시험으로 분류할 수 있습니다. 파괴 시험은 소재 샘플이 고장 나거나 부서질 때까지 힘을 가하는 것입니다. 비파괴 시험은 소재 샘플에 힘을 가하되 영구적으로 손상되기 전까지만 힘을 가하는 것입니다. 소재 시험의 유형은 매우 다양하며, 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다.

 

인장 시험

인장 시험에서는 재료에 인장력(당기는 힘)을 가하고 그 응력에 대한 시료의 반응을 측정합니다. 이렇게 함으로써, 인장 시험을 통해 재료가 얼마나 강하고 얼마나 늘어날 수 있는지를 판단하게 됩니다. 가장 일반적인 인장 특성은 인장 강도, 인장 탄성률, 연신율, 포아송 비율입니다.
 

압축 시험

압축 시험은 파쇄 하중 하에서 소재의 거동을 판단할 때 사용됩니다. 가장 일반적으로 측정되는 압축 특성은 탄성한계, 비례한계, 항복점, 항복 강도, 일부 소재의 경우 압축 강도입니다.

 

굽힘/굴곡 시험

굽힘 시험은 굴곡 시험이라고도 하며, 단순 빔 하중을 받는 소재의 거동을 측정합니다. 이러한 이유로 굽힘 시험은 일반적으로 실제 하중 상황에 대한 소재의 반응을 평가하는 데 사용됩니다. 일반적으로 측정되는 특성은 굴곡 강도, 굴곡 탄성, 파괴 계수, 최대 섬유 응력입니다.  

 

비틀림 시험

비틀림 시험에서는 각변위로 인한 응력을 받는 소재나 장치의 특성을 평가합니다. 비틀림 시험에서 측정하는 가장 일반적인 기계적 특성은 전단 탄성계수, 항복 전단 강도, 최대 전단 강도, 전단 파괴 계수, 연성입니다.
  

fatigue testing

피로 시험

피로 시험은 시험 시편 반복 하중 시험을 적용하여 실제 사용 시 유사한 조건에서 어떤 성능을 보이는지 파악하는 것입니다. 하중 적용 시 고정 하중을 반복적으로 적용하거나 서비스 중 하중을 시뮬레이션할 수 있습니다. 하중 적용 시 수백만 회 반복이 가능하고 최대 초당 수백 회까지 가능합니다.

drop tower impact tester

충격 시험

충격 시험은 고하중을 견디는 물체의 능력을 측정하는 시험입니다. 충격 시험에서는 고속에서 시험 시편을 파괴할 때 흡수되는 에너지를 측정합니다. 일반적으로 하나의 물체를 타격하거나 다른 물체를 비교적 고속으로 타격합니다. 충격 시험의 두 가지 주요한 형태는 낙하충격시험과 진자충격시험입니다.

 

HDT Vicat testers

HDT/비캇 시험

플라스틱과 열가소성 소재는 온도에 민감합니다. HDT 및 비캇 시험에서는 응력을 받은 샘플이 굴절되는 온도를 측정합니다. HDT 시험에서는 샘플을 굴곡 시키고, 비캇 시험에서는 샘플을 관통 시킵니다.
  

peel testing fixture

박리 시험

박리 시험에서는 접착제의 기계적 특성을 측정합니다. 박리 시험에서는 접착제로 다른 유연 한 기판  또는 단단한 기판에 고정된 유연한 시판에 인장력을 가합니다. 일반적인 박리 시험 결과는 원래 최고 힘, 평균 접착 힘, 박리 강도입니다.

melt flow and rheology testers

유변학 시험

유변학 시험은 힘에 대한 소재의 내부 반응을 분석하여 가해진 응력의 영향에 따른 소재 변형을 측정하는 것입니다. 모든 변환 및 생성 과정에서 폴리머 흐름 특징이 중요합니다. 소재를 힘을 가했을 때의 흐름과 유변학 특징이 가공성을 결정합니다.




소재 시험기



구체적인 시험 유형별로 다양한 유형과 하중 용량의 소재 시험기가 갖춰져 있습니다. 이런 다양성에도 불구하고 모든 시험기에는 소재, 부품, 완제품 시험과 특화가 가능하게 만들어 주는 공통적인 특징이 있습니다.  


범용 시험기 구성품 
시험 프레임
시험 프레임에는 견고하고 정확한 가이드 기둥이 있어 하중 시 시편 굽힘을 최소화합니다. 사전 하중된 베어링, 정밀 볼 나사, 매우 두꺼운 크로스헤드 및 베이스 빔, 우수한 성능과 수명을 보장하는 저인장 드라이브 벨트를 특징으로 하는 고품질 시험 프레임입니다. 유지보수가 필요 없는 브러시리스 AC 서보모터로 구동되며 이중 벨트 시스템으로 볼 나사의 동시 이동기능을 제공하여 크로스헤드의 경사를 배제하고 시스템 정렬을 지원합니다.
시험 소프트웨어
모든 시험 시스템에는 소프트웨어가 있어야 기계를 가동하고 결과 데이터를 수집 및 분석할 수 있습니다. 현대 소프트웨어는 데이터 보안을 우선시하고 사용자 친화적인 인터페이스와 직관적인 워크플로우를 갖춰야 합니다.
로드셀
로드셀은 힘을 측정 가능한 전기 신호로 변환하는 변환기입니다. 로드셀은 정기적으로 교정해야 정확도를 유지할 수 있습니다. 강성과 내구성이 높은 다양한 측정을 정확하게 수행해야 하중을 상쇄할 수 있습니다.
그립 및 치구
다양한 종류의 그립과 치구로 시험기에서 시험하는 다양한 소재와 시편을 고정할 수 있습니다. 인장 그립에서 압축 압반, 박리굴곡 치구, 생의학전자 부품용 맞춤형 치구 등 다양한 치구가 있습니다.


핵심 소재



유형의 제품을 만드는 모든 기업은 어떤 식으로든 소재 시험에 관여합니다. 연구소와 품질 실험실이라는 막후에서 실시되는 시험이지만 자동차 부품, 교각, 의료용품, 단순 포장재까지 다양한 제품의 신뢰도를 결정 짓습니다. 아래와 같은 가장 일반적인 소재에서 소재 시험이 조용하지만 중요한 역할을 하게 됩니다.

 


plastics thumbnail


플라스틱 시험

플라스틱은 포장에서 생의학, 자동차, 전자까지 무한한 수의 응용 분야에서 사용됩니다. 시험 중에 평가하는 핵심 특성은 인장 강도, 항복 강도, 탄성, 연신율입니다. 주요 플라스틱 시험 표준은 ASTM D638, ASTM D790, ISO 8295, ISO 527, ISO 178 플라스틱 굴곡 시험 최종 가이드 등입니다. 



metal specimens



금속은 자동차 업계와 건설 업계에서 널리 사용됩니다. 금속 시험 시 핵심 측정항목은 r-값, n-값, 탄성, 인장 강도, 변형, 오프셋 항복, 최고 및 최저 항복 강도입니다. 일반적인 금속 시험 표준은 ASTM E8, ASTM A370, ISO 6892 등입니다. 



composite specimens



복합재료는 유리, 아라미드, 탄소 등의 섬유로 강화한 폴리머로 만든 복잡한 소재입니다. 고강도 경량 소재를 필요로 하는 항공우주와 풍력발전 분야에서 두루 사용됩니다. 주요 복합재료 시험 표준은 ASTM D3039ISO 527-4 등입니다. 중요한 측정항목은 인장 강도, 전단 강도, 항복 강도, 파괴 인성입니다.



elastomer testing


탄성중합체 시험

탄성중합체는 타이어, 의료 기기, 실란트 및 기타 많은 제품을 만들 때 사용되는 천연 고무, 실리콘, 폴리우레탄 등의 고신율 소재입니다. 주어진 장소에서의 인장 강도, 총 연신율, 인장 응력 이 핵심 특성입니다. 주요 시험 표준은 ASTM D412, ASTM D642, ISO 34 등입니다. 

소재 시험용 제품

최고의 글로벌 소재 및 구조 시험용 시험 장비 제조업체인 Instron의 제품 라인에는 거의 모든 형태의 기계적 시험 시스템이 포함되어 있습니다. Instron의 대규모 제품 포트폴리오를 통해 기술자들은 압축, 순환, 피로, 충격, 다축, 유변학, 인장 및 비틀림과 같은 다양한 시험을 수행하여 생물 조직에서 첨단 고강도 합금에 이르는 소재를 평가할 수 있습니다.

 

universal testing systems 
범용 시험 시스템

범용 시험 시스템에는 인장 및 압축 애플리케이션을 포함한 정적 시험을 수행하기 위한 전자기계 시리즈 및 산업용 시리즈가 포함됩니다.

dynamic and fatigue testing systems 
동적 및 피로 시험 시스템

동적 피로 시험 시스템은 피로, 파괴 역학, 이축, 다축, 높은 변형률 및 열 기계적 피로 시험을 수행하는 데 사용됩니다.

crash simulation systems 
충돌 시뮬레이션 시스템

가속 슬레드 시스템은 차량 안전 시스템 및 차량 부품의 개발 및 승인과 충돌 사고 시 고체 및 구조물의 조사에 사용됩니다.

 

structural durability 
구조적 내구성

차량의 편안함과 신뢰성에 대한 요구가 증가함에 따라 인간과 환경에 대한 위험이나 경제 분야의 손해를 방지하기 위한 부품 또는 전체 시스템의 기능 및 수명 시험이 필요합니다. 

impact drop tower and pendulum testers 
임팩트 드롭 타워 및 펜듈럼

내충격성은 부품 설계자가 고려해야 할 가장 중요한 속성 중 하나입니다. 내충격성은 서비스 수명의 중요한 척도이며, 여기에는 제품 안전 및 책임이라는 복잡한 문제가 수반됩니다.

automated testing systems 
자동 시험 시스템

자동 시험 시스템은 새로운 차원의 시험 생산성을 실현하고, 안전성을 개선하며, 가변성을 줄이고, 시간을 절약하고, 처리량을 높입니다. 옵션은 테스트 작업 및 처리량 요구 사항에 맞게 조정됩니다.

 

HDT and vicat testing systems 
HDT 및 비캇 시스템

HDT 및 비캇 시스템은 열 변형 온도(HDT) 및 비캇 연화 온도(Vicat)를 측정하여 고온에서 플라스틱 소재의 거동에 대한 특성을 파악하는 데 사용됩니다.

torsion testers 
비틀림 시험기

Instron의 저용량 및 중용량 비틀림 시험기 제품군은 신뢰할 수 있는 다중 회전 기능을 제공합니다. 22~5,650N-m(200~50,000in lb) 범위의 용량으로 이용할 수 있는 이 시스템은 많은 응용 분야에 이상적입니다.


시험 파트너 선정

소재 시험 프로그램 구현은 귀사의 비즈니스에 크고 장기적인 영향을 줄 수 있는 복잡한 과정입니다. 업체 후보를 평가할 때는 시험 장비 자체만 고려하는 것이 아니라 특정 응용분야에 대한 업체의 경력 정도와 서비스 부서 접근성 및 응답성도 생각해야 합니다. 장기간 귀사와 제휴할 준비가 되어있고 시간 경과에 따라 귀사의 시험 필요 변화에 맞춰 협업할 수 있는 업체여야 합니다. Instron은 1946년 이래 최고의 소재 시험업체로서 시험 표준 및 신흥 기술 동향을 꿰고 있는 업계 전문가들이 설계한 시스템을 갖고 있습니다. 전세계에 설치된 시스템을 통해 고숙련 고경력 서비스 기술자로 구성된 글로벌 네트워크의 지원이 가능합니다. 이 포괄적인 접근 방식을 통해 설계된 탁월한 수준의 업계 및 애플리케이션 전문 기술을 활용하여 Instron은 전체 수명주기에 걸쳐 모든 Instron 시스템을 지원합니다.

Instron service


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