ISO 178 결정판 가이드
ISO 178에 따른 플라스틱 굴곡 시험 수행 방법
작성자: Daniel Caesar
플라스틱은 저렴한 비용, 가벼운 무게, 부식 저항성 및 일반적인 다목적성 덕분에 다양한 산업 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 실제 응용 분야에서 예상되는 거동을 특성화하기 위해서는 플라스틱의 재료 특성을 결정하는 것이 중요합니다. 한 가지 중요한 특성은 플라스틱 시편이 구부러지거나 굴곡되는 동안 발생하는 응력과 변형률 사이의 관계, 즉 재료의 굴곡 특성입니다. 이 특성을 결정하기 위한 국제 표준화된 방법을 규제하기 위해 국제 표준화 기구(ISO)는 ISO 178을 개발했습니다.
이 가이드는 ISO 178 굴곡 시험의 기본 요소를 소개하기 위해 제작되었으며, 표준과 관련된 시험 장비, 시편 및 결과에 대한 개요를 제공합니다. 그러나 ISO 178을 준수하는 시험을 수행하려는 경우, 이 가이드가 전체 표준서를 읽는 것을 대신할 적절한 대체물로 간주해서는 안 됩니다.
무엇을 측정합니까?
ISO 178은 만능 재료 시험기에서 3점 굽힘 시험을 수행하여 경질 및 반경질 플라스틱의 굴곡 특성을 결정하기 위한 시험 방법입니다. 3점 굽힘 시험은 양쪽 끝이 자유롭게 지지되는 직사각형 시편의 중간 지점에 힘을 가합니다. 가해진 힘은 로드셀에 의해 측정되며, 그 결과 발생하는 변위는 시스템의 크로스헤드 이동량(시스템 컴플라이언스 보정 결과 포함) 또는 직접 변형 측정 장치에 의해 측정됩니다. ISO 178에는 네 가지 시험 유형이 명시되어 있으며, 각 유형은 변위 측정 방법(즉, 크로스헤드 또는 직접 변형 트랜스듀서 경유)과 관련 교정 정확도 요구 사항을 규정합니다.
실험실에서 수행하는 ISO 178 시험 유형은 R&D 실험실과 같은 내부 고객이나 제3자 시험 실험실과 같은 외부 고객의 요구 사항에 따라 규정됩니다. 시험 장비를 구매하고 시험을 수행하기 전에 실험실의 특정 요구 사항을 확인하고 고객과 합의하는 것이 중요합니다.
ISO 178이 귀하에게 적합한 표준입니까?
ISO 178은 ASTM D790과 매우 유사하지만 몇 가지 핵심적인 차이점이 있습니다.
- ISO 178은 탄성계수를 결정하기 위해 디플렉토미터(deflectometer) 또는 컴플라이언스 보정을 사용해야 합니다. 반면 ASTM D790은 크로스헤드 이동량만으로 탄성계수를 계산하는 것을 허용합니다.
- 선호되는 시편 크기가 다르며, 시험 속도는 시편의 두께에 따라 달라지므로 표준 간의 시험 속도가 다를 수 있습니다. ISO 178 시편의 권장 두께는 4mm인 반면, ASTM D790 시편의 권장 두께는 3.2mm입니다.
- ASTM D790은 하나의 시험 속도만 허용하는 반면, ISO 178은 탄성 계수 측정 후 두 번째 (더 빠른) 시험 속도를 사용할 수 있도록 허용합니다.
표본
ISO 178 시편은 ISO 2818에 따라 시트에서 가공되거나, 각각 ISO 293/295 또는 ISO 294-1/10724-1에 따라 압축 또는 사출 성형을 통해 준비됩니다. 권장되는 시편 치수는 다음과 같습니다.
- 길이: 80 mm (± 2)
- 폭: 10 mm (± 0.2)
- 두께: 4 mm (± 0.2)
권장 치수를 달성할 수 없는 경우, ISO 178은 시편의 두께에 따른 대안적인 폭을 제공합니다. 재료가 이방성인 경우 두 방향 모두 시험해야 합니다.
절차
ISO 178 시험은 상대적으로 낮은 하중 용량 요구 사항으로 인해 일반적으로 탁상형 만능 재료 시험기에서 수행됩니다. 시험기는 표준에 명시된 허용 오차 내에서 1~500mm/min 사이의 일정한 시험 속도를 유지할 수 있어야 합니다. 인스트론의 3400 시리즈 및 6800 시리즈 시험기의 모든 모델은 필요한 속도 정확도 요구 사항을 충족합니다. 힘 측정 장치 또는 로드셀은 보고할 힘의 범위에 대해 ISO 7500-1의 Class 1을 충족해야 합니다. 실험실에서 최소 및 최대 시험 하중을 파악하여 적절한 하중 용량과 검증 범위를 가진 로드셀을 선택하는 것이 중요합니다.
변형 측정
| 변형률 측정 | |
|---|---|
| AVE2 비접촉식 신장계 | |
| AUTOX750 자동 신장계 | |
| 2630 시리즈 클립온 신장계 | |
ISO 178은 원하는 결과와 관련 정확도에 따라 다양한 변위 측정 시스템의 사용을 허용합니다. 정확도가 낮은 것부터 높은 것 순으로 허용되는 변위 측정 유형은 크로스헤드 이동량, 컴플라이언스 보정을 포함한 크로스헤드 이동량, 그리고 직접 변형 측정 장치의 사용입니다. ISO 178의 2010년 업데이트 이전에는 변위 측정 정확도 오차가 값의 1%를 초과할 수 없었습니다. 그러나 2010년 업데이트 이후 운영자는 ISO 9513에 따른 Class 1 디플렉토미터를 사용하거나 결과에서 기계 컴플라이언스를 제거할 수 있는 소프트웨어를 사용해야 합니다.
실험실에서 어떤 변위 정확도를 요구하든 인스트론은 이를 충족하는 솔루션을 보유하고 있습니다. Bluehill Universal 소프트웨어가 장착된 모든 3400 시리즈 및 6800 시리즈 시험 프레임은 컴플라이언스 보정 여부와 관계없이 크로스헤드에서 변위를 측정할 수 있습니다. 인스트론은 또한 직접 변형 측정을 위한 다양한 솔루션을 제공합니다. 일반적인 솔루션 중 하나는 플런저 또는 디플렉토미터에 장착된 클립온 신伸び계입니다. 가장 진보되고 처리량이 높은 솔루션에는 AutoX750 및 어드밴스드 비디오 신伸び계(AVE3).
시스템의 로드셀과 마찬가지로 변위 측정 장치도 보고된 결과의 작동 범위에 대해 검증되어야 합니다. 특히 굴곡 탄성계수는 매우 작은 변위(0.1mm 미만)에서 계산됩니다. 검증 서비스 제공업체에 적절히 지시할 수 있도록 시험의 최소 및 최대 변위를 파악하는 것이 도움이 됩니다.
6800 시리즈 프리미어 시험 시스템 브로슈어
Instron 6800 시리즈 만능 시험기는 비교할 수 없는 정확도와 신뢰성을 제공합니다. 특허 출원 중인 Operator Protect 시스템 아키텍처를 기반으로 완전히 새로운 Smart-Close Air Kit 및 충돌 완화 기능을 갖춘 6800 시리즈는 재료 시험을 그 어느 때보다 간편하고, 스마트하며, 안전하게 만들어줍니다.
Bluehill Universal 브로슈어
Bluehill Universal은 직관적인 터치 인터페이스와 간소화된 워크플로우를 위해 설계된 Instron의 첨단 재료 시험 소프트웨어입니다. 사전 로드된 시험 방법, 신속한 설정을 위한 QuickTest, 향상된 데이터 내보내기, 직접적인 서비스 통신을 위한 Instron Connect를 제공합니다. Bluehill 2 및 Bluehill 3 사용자는 향상된 성능과 사용성을 위해 최신 버전으로 쉽게 업그레이드할 수 있습니다.
AVE 2 비접촉형 비디오 연신계
2세대 고급 비디오 연신계(AVE 2)는 특허 받은 측정 기술을 이용하여 가장 빠르고 가장 정확하며 상업적으로 이용 가능한 비접촉 스트레인 측정 장치입니다.
Automatic Contacting Extensometer – Model AutoX 750
The AutoX 750 is a high-resolution, long-travel automatic contacting extensometer. It can be mounted onto any electromechanical 3300, 3400, 5500, 5900, or 6800 Series tabletop or floor model system as well as LX, DX, HDX, and KPX static hydraulic testing systems. It is well suited for applications involving plastics, metals, biomedical, composites, elastomers, and more. The AutoX has a maximum travel of 750 mm and accuracy of ± 1 µm.