ISO 527-3: Stanovení tahových vlastností plastových fólií
Zkoušky tahem plastových fólií mají důležitou roli nejen v obalovém průmyslu, ale také při zkoušení separačních fólií v oblasti testování baterií.
Norma ISO 527-3 specifikuje zkušební podmínky pro stanovení tahových vlastností plastových fólií a desek o tloušťce menší než 1 mm. Tato norma vychází z obecných zásad uvedených v normě ISO 527-1, týkajících se například kondicionování, postupu zkoušky, zkušebních zařízení a výsledků.
Ekvivalentem ISO 527-3 je ASTM D882, kterou však nelze považovat za technicky rovnocennou, protože se liší nejen geometrií vzorků, ale klade také nižší nároky na přesnost měření deformace.
Zkoušky plastů o tloušťce větší než 1 mm je možné provádět jak podle normy ISO 527-2, tak i ASTM D638.
Charakteristické hodnoty Zkouška tahem separačních fólií Vzorky Průběh zkoušky & potřebné vybavení Automatizované zkoušky fólií Ke stažení Zakázkové projekty Požádat o konzultaci
Charakteristické hodnoty podle ISO 527-3
Zkouška tahem plastových fólií poskytuje hodnoty vypovídající o chování materiálu při kvazistatickém, jednoosém, plynule rostoucím tahovém zatížení.
Typickými výsledky zkoušek jsou charakteristiky jako
- napětí na mezi kluzu
- deformace na mezi kluzu
- Maximální napětí a nominální deformace při lomu
Při použití vzorků ve tvaru pásku jsou výsledky deformace při lomu závislé na tvaru vzorků i na způsobu jejich upnutí. Doporučujeme používat paralelní upínací čelisti. Vložky do čelistí by měly být konstruovány tak, aby byly v lineárním kontaktu jak s čelistí, tak i se vzorkem.
Zkouška tahem separačních fólií v rámci testování baterií podle ISO 527-3
Separační fólie v lithium-iontových bateriích od sebe oddělují anodu a katodu, aby nedocházelo k elektrickým zkratům. Separátor zároveň umožňuje tok ionizovaných nosičů náboje, které jsou potřebné k uzavření obvodu v elektrochemickém článku.
Kromě keramických separátorů a netkaných textilií ze skleněných vláken se primárně používají polymerní membrány. Spolehlivé výsledky zkoušek pro stanovení pevnosti v tahu a deformace při porušení poskytují informace o soudržnosti separační fólie při provozním mechanickém namáhání.
Zatímco silnější separační fólie spolehlivě zabraňují kontaktu mezi anodou a katodou, tenčí fólie umožňují snížit hmotnost baterie a zvýšit její energetickou hustotu.
Požadavky na tahové zkoušky separátorů jsou definovány v normách ISO 527-3 a ASTM D882, ale také v EN 14477, ASTM D5748 a ASTM F1306 pro zkoušky průrazem. Tyto zkoušky se provádějí také ve stavu smáčeném elektrolytem, abychom získaly reálné mechanické hodnoty.
Aktivně se podílíme na vývoji norem pro testování materiálů k výrobě baterií. Tím můžeme zaručit, že zkušební metody společnosti ZwickRoell budou i nadále splňovat všechny budoucí standardizované požadavky.
Průběh zkoušky podle ISO 527-3
Zkouška tahem plastových fólií se provádí podle popisu v normě ISO 527-1 část 9. Je nutné dodržet následující podmínky:
- U zkušebních vzorků, které byly vyříznuty z desek nebo fólií se předpokládá, že šířka nástroje pro přípravu vzorků odpovídá šířce vzorku. Všechny vzorky vykazující viditelné vady na řezných hranách musí být vyřazeny. Vlastnosti některých fólií se mohou měnit v závislosti na směru odebrání vzorku (anizotropie), proto by se měly zkoušet vzorky připravené oběma směry.
- Pokud se používají optické průtahoměry, je zejména u tenkých plechů a fólií nutné na vzorcích vyznačit měřenou délku pomocí měřicích značek. Je třeba dbát na to, aby značky nebyly vyryty, vyraženy nebo aplikovány tak, aby nedošlo k poškození vzorku.
- Při upínání zkušebního tělesa je nutné zajistit, aby byl vzorek ve svislé poloze. Používané upínací čelisti musí být schopny během zkoušky rovnoměrně a bezpečně upnout tenkou plastovou fólii, aniž by v čelistech došlo k jejímu vyklouznutí nebo rozdrcení či rozlomení.
- Při vystředění méně tuhého vzorku fólie nebo v důsledku tlaku při upnutí lze provést předepnutí zkušebního vzorku ještě před zahájením zkoušky. Tím lze předejít zkreslení ve křivce napětí-deformace. Pomocí zkušebního softwaru testXpert lze definovat předpětí v souladu se standardy, a zajistit tak přesné a opakovatelné výsledky zkoušek.
Potřebné vybavení pro zkoušky tahem plastových fólií podle ISO 527-3
Zkušební stroje:
Vzorky z plastových fólií se i při relativně malých silách lámou. Zkoušky podle normy ISO 527-3 se často provádějí na jednosloupovém univerzálním zkušebním stroji zwickiLine 500 N. Vzhledem k tomu, že při přetržení fólií dochází někdy k jejich velkému prodloužení, může být pro zkoušení až do přetržení nutností zwickiLine s přídavnou výškou nebo dvousloupový rám z řady ProLine či AllroundLine (pro rozšířené funkce a automatizované zkoušky).
Upínací čelisti:
Pro spolehlivé, ale zároveň šetrné upnutí fólií doporučujeme použít pneumatické paralelní upínací čelisti o síle 1 kN s hliníkovými/vulkollanovými vložkami čelistí.
Přípravek usnadňující vkládání:
Zkušební přípravek pro rychlé a spolehlivé vkládání tenkých plastových fólií do upínacích čelistí může zajistit vertikální vyrovnání vzorku tím, že snižuje riziko vzniku chyb způsobených lidským faktorem a vliv obsluhy při manipulaci se vzorkem. To je zárukou spolehlivých výsledků zkoušek a zvýšením produktivity zkoušení. Tento zkušební přípravek je k dispozici pro vzorky ve tvaru pásku různých šířek a délek v souladu s normou ISO 527-3.
Průtahoměry:
Podle normy ISO 527-1 se deformace zkušebního vzorku měří vhodným průtahoměrem. Při měření prodloužení plastových fólií nesmí být vzorek zatížen hmotností průtahoměru, aby nedošlo k jeho poškození. Z toho důvodu doporučujeme používat bezkontaktní průtahoměr (videoXtens 2-150 HP (s měřicím rozsahem do 175 mm) nebo videoXtens 1-270 P (s měřicím rozsahem do 330 mm), v závislosti na předpokládaném prodloužení vzorku).
Zkouška tahem fólií podle ISO 527-3 se zkušebním softwarem testXpert
S naším zkušebním softwarem testXpert je provádění zkoušek tahem fólií podle normy ISO 527-3 jednoduché a spolehlivé:
- Zkoušky probíhají v souladu s normou a jsou nezávislé na obsluze: Zkušební program je nastaven a validován centrálně v naší společnosti v souladu s požadavky normy. Všechny parametry nastavení systému jsou načítány automaticky. Splnění náročných požadavků stanovených normou nezávisí na jednotlivých osobách.
- Přizpůsobeno normě bez kompromisů: Vzdálenosti zkušebních přípravků jsou ve zkušebním programu nastaveny tak, že není možné s nastavením jakkoli manipulovat. To znamená, že správnou délku upnutí vzorku, např. 100 ± 5 mm, lze rozpoznat a ověřit na první pohled.
- Šetří čas, protože každá zkouška se počítá: Výsledky lze přepočítat i po zkoušce, pokud dojde například k upravení geometrie vzorku.
Vzorky podle ISO 527-3
Pro testování fólií a desek o tloušťce menší než 1 mm podle ISO 527-3 se používají zkušební tělesa ve tvaru pásku nebo lopatek.
- Doporučovaným tvarem vzorku je pásek. Lze jej snadno vyrobit na vysekávacím lisu či řezacím stroji.
- V oblasti kontroly kvality se často používají zkušební vzorky ve tvaru lopatek. V tomto případě je nutné pracovat také s průtahoměrem, který dokáže měřit deformace přímo na vzorku.
- Norma ISO 527-3 vyžaduje aplikaci dvou paralelních měřicích značek na střed vzorku ve vzdálenosti 50 mm (L0).
| Zkušební vzorky | Upozornění | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L0 mm | L mm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Typ 2 (pásek) | Doporučené rozměry vzorku | ≥ 150 | 10 až 25 | ≤ 1 | 50 ± 0,5 | 100 ± 5 | ||
| L lze zmenšit na 50 mm pro větší prodloužení | ≥ 150 | 10 až 25 | ≤ 1 | 50 ± 0,5 | 50 | |||
| Typ 5 (vzorek ve tvaru lopatek) | Zkoušky v oblasti kontroly kvality; doporučeno pro velkou deformaci při přetržení | ≥ 115 | 33 ± 2 | 25 ± 1 | 6 ± 0,4 | ≤ 1 | 25 ± 0,25 | 80 ± 5 |
| Typ A1 (vzorek ve tvaru lopatek) | Zkoušky v oblasti kontroly kvality; doporučeno pro tuhé desky | ≥ 150 | 60 ± 0,5 | 20 ± 0,5 | 10 ± 0,2 | ≤ 1 | 50 ± 0,5 | 115 ± 5 |
| Typ 4 (vzorek ve tvaru lopatek) | Zkoušky v oblasti kontroly kvality; doporučeno pro tenké desky | ≥ 152 | 50 ± 0,5 | 38 | 25,4 ± 0,1 | ≤ 1 | 50 ± 0,5 | 98 |
Automatizovaná zkouška tahem fólií na robotickém zkušebním systému roboTest F
Kontrola kvality hraje při výrobě plastových fólií zásadní roli. Navíc rostoucí trh, jakým je například rozvíjející se oblast elektrických vozidel, si žádá z důvodu rostoucího objemu testů pro zvýšení efektivity automatizovaná řešení. Pro tento účel vyvinula společnost ZwickRoell robotický zkušební systém roboTest F.
- Tento systém tvoří zařízení AllroundLine s rozšířeným zkušebním prostorem.
- Vzorky pro tahové zkoušky se vkládají do zásobníku, který jich může pojmout až 200 kusů.
- Zásobník se skládá ze základny a rotujícího řetězu se sponami, které slouží pro uchycení vzorků.
- Spony se v závislosti na typu a tvaru vzorků mohou lišit. Díky tomuto způsobu lze jediný systém využít pro zkoušení fólií různých rozměrů.
Vedle snížení nákladů na testování ve střednědobém horizontu nabízí toto řešení i jiné výhody, především pak bezchybné provádění zkoušek. Díky minimalizovanému vlivu obsluhujících osob jsou výsledky zkoušek vysoce reprodukovatelné.
Více informací o roboTest F Výpočet návratnosti ROI Požádat o konzultaci
Informace ke stažení o zkouškách tahem plastových fólií podle ISO 527-3
- Informační leták: Plasty a pryže PDF 9 MB
- Informace o produktu: Zkušební stroj zwickiLine do Fmax. 5 kN PDF 820 KB
- Informace o produktu: Pneumatické upínací čelisti, Fmax. 1 kN PDF 3 MB
- Informace o produktu: Zkušební přípravek pro vkládání tenkých pružných fólií PDF 714 KB
- Informace o produktu: videoXtens 2-150 HP PDF 1 MB
- Informace o produktu: videoXtens 1-270 P PDF 1 MB
- Informace o produktu: Automatizované řešení roboTestF pro vzorky s menší tuhostí PDF 98 KB