Analisis mekanik dinamis (DMA, DMTA)
Analisis mekanik dinamis (DMA) mengkarakterisasi sifat viskoelastik material pada rentang frekuensi dan suhu tertentu, sehingga sangat informatif untuk memahami perilaku material polimer. Untuk pengukuran, sebuah spesimen atau komponen dikenai amplitudo osilasi sinusoidal bebas atau paksa, dengan kontrol perpindahan atau gaya.
Nilai karakteristik Solusi pengujian Video Otomatisasi Standar Unduhan
Apa yang ditentukan oleh analisis mekanik dinamis (DMA)?
Sifat material dasar berikut ditentukan dari urutan waktu pengukuran gaya dan deformasi:
- Modulus penyimpanan, yang menggambarkan perilaku elastis
- Modulus kehilangan, yang menggambarkan perilaku viskos
- Faktor kehilangan, tan δ, yang menggambarkan rasio antara perilaku elastis dan viskos
- Modulus kompleks, yang menggambarkan perilaku viskoelastik sebagai vektor pada bidang bilangan kompleks
Sistem pengujian apa yang sesuai untuk analisis mekanik dinamis?
Pengukuran biasanya merupakan pengukuran jangka pendek dengan deformasi minimal. Oleh karena itu, gaya yang diterapkan selama pengukuran karakterisasi material pada spesimen standar relatif kecil.
Gaya yang lebih besar terjadi saat mengukur komponen yang lebih besar dan utuh, seperti damper, ban, belt, atau engine mount.
Dengan memilih jenis pembebanan yang sesuai, baik tegangan normal maupun tegangan geser dapat diterapkan. Jenis pembebanan yang umum meliputi:
- Pembebanan kompresi
- Pembebanan tarik
- Pembebanan lentur
- Pembebanan fatik
- Pembebanan torsi
di mana osilasi dapat berlangsung satu sisi dengan beban dasar atau juga sebagai beban bolak-balik.
Sistem pengujian servohidrolik dan elektrodinamik seperti mesin uji LTM ZwickRoell sangat cocok untuk analisis mekanik dinamis pada komponen. Sistem pengukuran perpindahan berpresisi tinggi, kekakuan rangka yang tinggi, serta penggerak bebas oli menjadikannya ideal untuk pengujian DMA. Berkat penggeraknya yang senyap, LTM sangat cocok digunakan di laboratorium. Desain hemat ruang dan penempatan fleksibel elektronik tC II, dikombinasikan dengan remote control untuk fixture uji yang presisi, melengkapi konsep keseluruhan.
Rentang performa LTM secara optimal mencakup frekuensi uji yang dibutuhkan oleh standar, yaitu dari 0,01 hingga 100 Hz. Berbagai macam alat uji menawarkan fleksibilitas maksimum: mulai dari pelat kompresi hingga kit uji lentur dengan spesimen yang dipasang bebas atau tetap, hingga perangkat gaya geser dan grip spesimen untuk penjepitan yang aman dan tetap. Hal ini memungkinkan representasi berbagai tugas pengujian secara andal dan efisien.
Analisis mekanik termal dinamis (DMTA)
Dengan mengulangi pengukuran pada rentang suhu yang luas (DMTA), nilai karakteristik tambahan seperti suhu transisi kaca dapat ditentukan atau kesimpulan dapat diambil mengenai tingkat cross linking pada plastik yang dapat mengeras atau elastomer.
Pada beberapa standar, suhu variabel diperlukan selama pengujian. Untuk pengujian ini, ZwickRoell menawarkan berbagai ruang suhu menjamin solusi terbaik untuk setiap aplikasi.
Sistem pengujian otomatis penuh untuk pengukuran DMA dan penentuan sifat dinamis karet/elastomer
Analisis mekanik dinamis memberikan wawasan tentang sifat viskoelastik material polimer, perilaku dinamis karet, serta karakteristik lain seperti efek filler atau tingkat cross linking pada karet. Karena pengukurannya cepat dan mudah dilakukan, metode ini cocok untuk jaminan kualitas.
Produksi komponen elastomer berkualitas tinggi bergantung pada banyak detail. Meskipun formulasi compound telah ditentukan selama pengembangan produk, distribusi filler dan aditif, serta semua parameter yang memengaruhi cross linking selama proses vulkanisasi tetap sangat penting.
Pengukuran sifat dinamis pada frekuensi dan suhu tetap memberikan kejelasan dan memastikan kualitas produk yang konsisten. Untuk memastikan pemantauan proses produksi secara berkelanjutan, sistem pengujian dilengkapi dengan feeder spesimen otomatis, memungkinkan prekondisi yang seragam serta proses pengujian yang kontinu.
Mesin uji elektrodinamik LTM yang dikombinasikan dengan robot ringan roboTest N sangat ideal untuk pengujian material dan komponen yang menuntut. Mesin ini sangat cocok untuk analisis karet dan memberikan solusi berkinerja tinggi untuk penelitian, pengembangan, dan jaminan kualitas. LTM berbasis penggerak linear elektromagnetik dan dirancang untuk pengujian material dinamis maupun statis. Aplikasi tipikal meliputi uji fatik dan uji ketahanan.
Karet dan elastomer menunjukkan deformasi yang bergantung pada waktu ketika dikenai beban. Dikombinasikan dengan software testXpert, R, LTM 1 memungkinkan analisis presisi terhadap sifat-sifat ini, misalnya melalui sweep frekuensi dan suhu. Parameter seperti modulus penyimpanan dan kehilangan, faktor kehilangan (tan δ), serta kekakuan dinamis dapat ditentukan.
Otomatisasi dengan roboTest N
Untuk laboratorium dengan throughput tinggi, LTM dapat diotomatisasi secara opsional dengan robot ringan roboTest N. Sistem ini menangani feeding, positioning, dan proses penjepitan spesimen, serta cocok untuk uji tarik, kompresi, dan lentur. Hingga 200 spesimen dapat diuji secara otomatis, termasuk stasiun tambahan seperti pengukuran penampang atau pemindaian ID.
Konfigurasi intuitif dengan testXpert
Software testXpert dengan sequencer terintegrasi memungkinkan konfigurasi intuitif untuk urutan pengujian yang kompleks. Fungsi standar seperti ramp, profil sinus atau persegi, serta perubahan suhu dan frekuensi otomatis sudah tersedia. Kontrol dilakukan melalui kontrol gaya, perpanjangan, atau posisi, dilengkapi dengan kontrol nilai puncak. Semua parameter dan hasil pengujian disimpan dalam database yang tahan manipulasi dan juga dapat diekspor.
Standar untuk analisis mekanik dinamis
Berbagai metode pengujian dengan getaran paksa untuk plastik, komposit, karet, dan elastomer tersedia dalam seri standar ISO dan ASTM.
| Material | Standar | Deskripsi |
|---|---|---|
| Plastik | ISO 6721-1 | Dasar dan prinsip umum untuk pengukuran perilaku viskoelastik plastik padat |
| Plastik | ISO 6721-4 | Penentuan sifat mekanik dinamis - getaran tarik |
| Plastik | ISO 6721-5 | Penentuan sifat mekanik dinamis - getaran lentur |
| Plastik | ISO 6721-6 | Penentuan sifat mekanik dinamis - getaran geser |
| Plastik | ISO 6721-11 | Penentuan sifat mekanik dinamis - suhu transisi kaca |
| Plastik | ISO 6721-12 | Penentuan sifat mekanik dinamis - getaran tekan |
| Plastik | ASTM D5023 | Uji untuk menentukan perilaku dinamis-mekanis plastik menggunakan mesin non-resonansi pada frekuensi 0,01 hingga 100 Hz dalam uji lentur 3 titik |
| Plastik | ASTM D5024 | Uji untuk menentukan perilaku dinamis-mekanis plastik, dilakukan sebagai uji kompresi di mana spesimen berbentuk bulat diberi beban siklik di antara pelat kaku dalam rentang elastisnya, dan suhu dinaikkan secara terkontrol |
| Plastik | ASTM D5026 | Uji untuk menentukan perilaku dinamis-mekanis plastik, dilakukan sebagai uji tarik, di mana spesimen datar diregangkan di antara perangkat penjepit sambil suhu dinaikkan secara terkontrol |
| Plastik | ASTM D5418 | Uji untuk menentukan perilaku dinamis-mekanis plastik, dilakukan sebagai uji lentur, di mana balok lentur yang mudah dijepit diberi beban siklik dalam rentang elastis material pada frekuensi 0,01–100 Hz, sementara suhu dijaga konstan atau diubah secara terkontrol |
| Komposit | ASTM D7028 | Uji untuk menentukan perilaku dinamis-mekanis material komposit matriks polimer, dilakukan sebagai uji lentur, di mana spesimen berbentuk kubus diuji secara siklik dalam uji lentur 3 titik atau menggunakan kit lentur tetap pada 1 Hz, dengan amplitudo regangan konstan dalam rentang viskoelastik linier, sementara suhu dinaikkan dari suhu lingkungan selama pengujian |
| Karet | ISO 4664-1 | Penentuan sifat dinamis karet tervulkanisasi atau karet termoplastik |
| Karet | ISO 4664-3 | Penentuan sifat dinamis - suhu transisi kaca |
| Karet/elastomer | ASTM D5992 | Uji untuk menentukan perilaku dinamis-mekanis karet dan elastomer, di mana spesimen dikenai geser, kompresi, tarik, lentur, atau torsi di bawah rangsangan resonansi dinamis, bebas atau paksa, pada suhu lingkungan berkisar dari −70 °C hingga +200 °C |
