ASTM E345 & DIN 50154 – Uji tarik pada foil logam

DIN 50154 awalnya dikembangkan untuk foil alumunium yang digunakan dalam industri kemasan. Wilayah ini tetap menjadi fokus utama hingga saat ini, karena film kemasan memerlukan kualitas yang konsisten, duktilitas tinggi, dan stabilitas mekanis.
Namun, standar ini kini digunakan bersama dengan ASTM E345 dalam aplikasi yang jauh lebih luas – untuk semua film logam teknis, mulai dari aluminium dan tembaga hingga titanium dan logam litium. Hal ini membuat uji tarik sesuai dengan standar-standar ini relevan tidak hanya untuk aplikasi tradisional, tetapi juga untuk teknologi kunci dalam elektromobilitas dan hidrogen:

• Industri kemasan: Foil aluminium untuk kemasan makanan dan farmasi
• Penelitian dan produksi baterai: Baterai lithium-ion menggunakan foil logam yang sangat tipis – foil tembaga di sisi anoda (sekitar 4,5–12 µm) dan foil alumunium di sisi katoda (sekitar 8–20 µm). Material ini berfungsi sebagai pengumpul arus dan material pembawa untuk lapisan aktif dalam baterai lithium-ion. Uji tarik memastikan bahwa material dapat menahan beban proses produksi dan umur kelelahan baterai. Elektroda berlapis juga dapat diuji untuk memenuhi standar.
  Informasi lebih lanjut tentang pengujian baterai
• Teknologi hidrogen dan energi hijau: Foil titanium pada pelat bipolar untuk sel bahan bakar – kekuatan tarik merupakan faktor kunci yang menentukan umur kelelahan dan keamanan komponen-komponen ini.
  Lebih lanjut tentang pengujian sel bahan bakar
• Pengujian otomotif: Pengujian sirip pada radiator mobil, di mana lapisan tipis dan strip harus dapat menahan beban mekanis dengan andal.

Di tingkat Eropa, saat ini sedang dilakukan upaya untuk lebih mengembangkan standarisasi (CEN, EN) guna menyesuaikan metode pengujian dengan material dan aplikasi baru di masa depan. Dengan aktif berpartisipasi dalam pengembangan standar, terutama untuk bahan baterai dan pengujian sel bahan bakar, ZwickRoell memastikan bahwa solusi pengujiannya akan terus memenuhi semua persyaratan di masa depan.

Foil logam tipis ini sangat sensitif dan menuntut peralatan pengujian yang lebih canggih. Proses ini dimulai dengan pemesinan spesimen melalui pemasangan hingga pengujian spesimen:

• Mesin pengujian: Karena gaya uji yang rendah yang terjadi saat menguji film, mesin uji universal single-column zwickiLine dengan beban uji hingga 1 kN sangat cocok untuk tujuan tersebut. Berkat kalibrasi yang sangat akurat pada sel beban kami, mesin uji yang sudah ada dengan kapasitas rangka beban yang lebih tinggi juga dapat digunakan sepenuhnya sesuai dengan standar ISO 7500-1 atau ASTM E4 (kelas 1 atau lebih baik).
• Preparasi spesimen: Foil logam tipis sangat sensitif terhadap lipatan, lekukan/notch, dan goresan. Untuk pemrosesan spesimen yang bersih dan bebas cacat, ZwickRoell merekomendasikan, di antara hal-hal lain, penggunaan foil strip cutter, yang memastikan kualitas pemotongan optimal dan dapat diulang serta dimensi spesimen yang akurat dengan hanya satu kali pemotongan.
• Penanganan dan pemasangan spesimen: Untuk meminimalkan pengaruh operator dan kerusakan pada spesimen serta memastikan penyelarasan vertikal, Easy insertion tool dapat membantu pengguna dalam memasang spesimen dengan presisi dan tanpa tekanan, terutama untuk spesimen dengan ketebalan di bawah 0,1 mm. Papan penyelarasan memastikan posisi yang benar sebelum spesimen dimasukkan ke dalam pemegang melalui panduan.
• Penjepitan spesimen dan transmisi gaya: Penjepitan yang aman tanpa merusak atau membuat film sensitif tergeser dapat dilakukan, misalnya dengan grip pneumatik dan rubberized grip insert, yang memastikan tekanan penutupan yang konstan. Selain itu, kami menyediakan berbagai macam insert dan penjepit spesimen untuk pengaturan mesin yang sempurna untuk setiap aplikasi.
  Kontrol nol gaya otomatis melalui perangkat lunak testXpert juga melindungi spesimen dari beban awal yang tidak diinginkan selama penjepitan. Pergeseran atau deformasi plastis spesimen di dalam jaw akan menyebabkan nilai strain at break yang diukur menjadi tidak akurat.
• Pengukuran regangan: Jika selain kekuatan tarik R_m dan strain at break A₅₀ atau A₁₀₀, offset yield R_p0.2 juga perlu ditentukan, pengukuran regangan dengan menggunakan extensometer diperlukan. Untuk hasil pengukuran presisi tinggi serta pengukuran modulus elastisitas yang memerlukan ketelitian tinggi, kami merekomendasikan Video extensometer videoXtens biax, yang beroperasi tanpa kontak dan tidak memerlukan penandaan spesimen. Selain penghematan waktu akibat penghilangan penandaan spesimen, ekstensiometer nirkontak menawarkan keuntungan yang jelas dibandingkan dengan clip-on extensometer/sensor arm extensometer, karena kemungkinan kerusakan pada spesimen tipis akibat tepi pisau dan pengaruh gaya gesek tepi pisau terhadap hasil uji dapat dihindari.
• Menjalankan tes: Standar ASTM E345 dan DIN 50154 dikembangkan berdasarkan standarisasi uji tarik pada logam sesuai dengan ASTM E8 dan ISO 6892-1 dan disesuaikan untuk pengujian film tipis. Oleh karena itu, sebagian besar referensi dalam standar ini mengacu pada standar-standar tersebut terkait dengan pelaksanaan uji, parameter uji, dan nilai karakteristik.
• Pengumpulan dan evaluasi data: Software pengujian testXpert memandu pengguna melalui seluruh urutan pengujian sesuai dengan standar yang berlaku. Program uji standar sudah mencakup spesifikasi standar yang relevan dari ASTM E345 dan DIN 50154. Selain itu, integrasi ekstensiometer videoXtens memungkinkan analisis 2D-DIC: Gauge length virtual dapat diatur, kualitas alignment diperiksa, dan ketidakhomogenan diukur – tanpa memerlukan hardware tambahan.