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ASTM D3574 完整指南

ASTM D3574 描述了一系列用於表徵軟質聚氨酯泡棉特性的測試。這些泡棉最常被家具、床具和汽車工業用於製造座椅和床墊,以改善消費者人體工學並最大化舒適度。為了全面了解材料的機械特性,需要進行全面的 ASTM D3574 測試。本指南旨在介紹 ASTM D3574 測試的基本要素,包括設備、軟體和試樣需求的概述。

 ASTM D3574 應用

它測量什麼?

ASTM D3574 包含 18 種不同的機械測試,用於評估泡棉的壓縮拉伸和撕裂阻力特性。最常執行的是壓縮測試,這對產品性能有最大影響。雖然這 18 種測試並非都需要使用萬能試驗機,但以下測試需要:

  • 測試 B1 - 壓痕力偏移測試 (IFD) *最常見
  • 測試B2 - 壓痕殘餘標距測試 (IRGL)
  • 測試 C - 壓縮力偏移測試 *最常見
  • 測試 d - 恆定偏移壓縮永久變形測試
  • 測試 e - 拉伸測試
  • 測試 f - 撕裂阻力測試

雖然靜態測試提供了關於初始泡棉特性和限制的寶貴資訊,但長期動態測試為製造商提供了產品耐久性的深入見解。終端使用者期望泡棉產品不僅在首次使用時感覺支撐良好,在第一千次和第一百萬次使用時也是如此。以下測試可在 ElectroPuls 動態系統上進行:

  • 測試 i2 - 動態疲勞測試,滾筒剪切
  • 測試 i3 - 動態疲勞測試,恆定力衝擊
  • 測試 i4 - 動態疲勞測試,地毯緩衝
  • 測試 i5 - 動態疲勞測試,恆定偏移衝擊

ASTM D3574 是否適合您?

有許多不同的測試方法適用於各種類型的泡棉,包括剛性聚氨酯泡棉。ASTM D3574 僅適用於軟質聚氨酯泡棉:標準中明確定義了軟質和剛性之間的技術區別。ASTM D3574 測試非常適合對不同泡棉樣品進行比較測試,這些樣品通常在化學成分、密度和孔隙率方面有所不同。此標準通常與更複雜的壓力分析一起執行,以模擬人體施加的負載。

材料測試系統

ASTM D3574 在萬能試驗系統上執行,如 Instron 的 3400 系列6800 系列系統。大多數 ASTM D3574 壓縮測試在雙柱系統上執行,如 68TM-50 型號。試樣和相關夾具的尺寸需要使用雙柱系統,而拉伸和撕裂阻力測試可以在雙柱或單柱系統上執行,如 Instron 的 68SC-5 型號。5kN 或 10kN(1125 或 2250 lbf)系統最為常見,能夠施加 ASTM D3574 測試期間產生的絕大多數壓縮和拉伸力。

ASTM D3574 測試設置

ASTM D3574 測試設置

1. Instron 6800

2. Bluehill Universal 儀表板 (2490-696)

3. 2580 系列負荷傳感器

4. 2810-130 泡棉壓縮夾具

 

夾具和夾持器

ASTM D3574 標準要求使用專用壓縮夾具,以在執行測試 B1 和 B2 時最小化實驗室之間的變異性。該夾具具有帶有固定孔徑和間距的穿孔底座,允許空氣在壓縮過程中流過泡棉。壓頭使用球形座以在測試過程中自行對準,最小化任何偏心載荷。

泡棉測試夾具

對於測試 C,必須使用穿孔剛性壓板。對於測試 D,可以使用標準的非穿孔剛性壓板。對於這些測試,壓板的尺寸取決於所需的試樣幾何形狀。由於這兩項測試建議的試樣尺寸為 50 mm x 50 mm x 25 mm,標準 6 英寸直徑壓板是合適的。

執行拉伸和撕裂測試需要使用側向夾持器。進階螺旋式夾持器是理想的選擇,因為它們能夠手動調節夾持壓力和夾爪面之間的距離。泡棉試樣非常柔順,大多數氣動夾持器施加的夾持壓力過大,會導致試樣過早失效。通常使用齒形夾面以防止試樣從夾爪面滑出。

ASTM D3574 夾具

測試控制

標準中概述的壓縮特性測試程序包括複雜的斜坡和保持序列以評估材料。例如,壓痕力偏移測試(IFD)需要對試樣進行預循環和多次斜坡和保持,這無法用標準方法模板進行程式設計。Bluehill Universal 的 TestProfiler 允許使用者輕鬆創建複雜的測試序列。軟體介面使用直觀的圖示和順暢的工作流程來簡化過程,最小化操作員需要花費在方法創建上的時間。以下是符合標準的 TestProfiler 序列示例以及測試產生的後續曲線:

Bluehill Universal 螢幕截圖

ASTM D3574 應力/應變曲線

通量

對於需要高通量測試的實驗室,可以通過多種方式修改機器設置,直至完全自動化,以加快測試過程。完全自動化系統如 Instron 的 AT3 設計用於整合試樣測量、試樣裝載、測試和移除,並且能夠在無需操作員互動的情況下運行數小時。這些系統有助於減少由人為錯誤造成的變異性,並且可以在實驗室操作員下班後無人值守運行。

計劃進行此標準測試的任何人都不應將本指南視為閱讀完整標準的充分替代。