ASTM D3574 pengujian busa fleksibel
ASTM D3574 Merupakan standar penting untuk evaluasi material seluler fleksibel, yang mencakup pengujian sifat fisik dan mekanis seperti densitas, kekuatan tarik, serta perilaku tekan dan kelelahan. Standar ASTM D3574 terutama digunakan dalam pembuatan furnitur, kasur, dan komponen otomotif. Ini membantu manufaktur menjamin kualitas, kenyamanan dan daya tahan produk mereka, dengan menyediakan metode pengujian standar untuk pengujian bahan.
Berikut adalah gambaran umum tentang pengujian ASTM D3574 yang paling sering digunakan yang memerlukan penggunaan UTM ZwickRoell dan alat bantu pengujian khusus. Untuk mendapatkan informasi yang lebih lengkap, kami menyarankan Anda membeli standar tersebut melalui Beuth Verlag atau ASTM.
Ringkasan semua pengujian Test A: density Test B: indentation force Test C: compression force Test E: tensile strength Test F: tear resistance Test H: resilience (ball rebound) Test I1-5 uji fatik Test J - L aging
Pengujian busa fleksibel otomatis Mesin pengujian Meminta konsultasi
Gambaran umum semua pengujian ASTM D3574
Standar ASTM D3574 mencakup 19 jenis pengujian yang berbeda untuk karakterisasi busa berdasarkan properti-properti berikut. Pengujian yang ditandai* memerlukan penggunaan mesin uji dan alat bantu pengujian dari ZwickRoell.
- Test A: Apparent Density (lihat juga ISO 845)
- Test B1: Gaya Defleksi Indentasi – Defleksi yang Ditentukan (IFD) dan B2 Indentation Residual Gauge Length – Gaya yang Ditentukan (IRGL): Indentation hardness* (lihat juga ISO 2439)
- Test C: Defleksi Gaya Tekan / Karakteristik Stress-Strain Tekan* (lihat juga ISO 3386)
- Test D: Pengujian Set Kompresi dengan Defleksi Konstan
- Test E: Kekuatan Tarik* (lihat juga ISO 1798)
- Test F: Tear Resistance* (lihat juga ISO 8067)
- Test G: Pengujian Aliran Udara (Air Flow Test).
- Test H: Resilience (Ball Rebound) Test* (lihat juga ISO 8307, DIN 13014)
- Test I1 to I4: Pengujian pra dan pasca pada busa untuk berbagai jenis penerapan gaya. Sedangkan I1 adalah pengujian statis, pengujian I2 hingga I4 dilakukan sebagai uji fatik* (lihat juga ISO 3385:high-cycle fatigue test)
- Test J hingga L: Aging Test* di bawah kondisi lingkungan yang berbeda
- Test M: Waktu Pemulihan
- Test N: Hysteresis Loss
ASTM D3574 test A dan ISO 845
Baik ISO 845 dan ASTM D3574 test A menjelaskan penentuan densitas semu (apparent density) dari spesimen busa fleksibel dengan menghitungnya berdasarkan massa dan volume spesimen; hasilnya dinyatakan dalam satuan kg/m3.
Densitas semu dapat ditentukan secara langsung dengan menghubungkan timbangan presisi ZwickRoell ke software pengujian testXpert.
ASTM D3574 test B
Dalam penentuan kekerasan indentasi sesuai ASTM D3574, dibedakan antara dua metode, yaitu B1 dan B2:
Tuuan, aplikasi, dan hasil dari metode B1 dan B2:
- ASTM D3574 test B1 Indentation Force Deflection (IFD) dijelaskan sebagai pengujian IFD di mana gaya yang diperlukan untuk menghasilkan tingkat indentasi tertentu pada busa diukur, dengan kompresi yang ditetapkan sebesar 25% dan 65%. Nilai kekerasan yang ditentukan dinyatakan sebagai gaya dalam satuan Newton (juga dikenal sebagai nilai IFD) pada tingkat kompresi 25% dan 65%.
- ASTM D3574 test B2 Indentation Residual Gauge Length (IRGL test) disebut sebagai Indentation Residual Gauge Length atau panjang ukur sisa indentasi. Untuk pengujian ini, fokus utamanya adalah menentukan seberapa tebal busa pelapis yang diperlukan untuk memastikan kenyamanan duduk bagi rata-rata pengguna. ASTM D3574 B2 mengukur panjang ukur sisa (tebal) spesimen busa yang tetap setelah diberi beban dengan gaya tertentu sebesar 4,5 N, 110 N, dan 220 N. Hasil pengujian dinyatakan dalam satuan mm sebagai nilai IRGL.
Uji spesimen berdasarkan B1 dan B2:
- Sementara pengujian B1 menetapkan metode laboratorium untuk mengukur kekerasan indentasi pada spesimen standar (busa blok), ASTM D3574 B2 menyatakan bahwa produk jadi ((busa cetakan)) sebaiknya diuji jika memungkinkan, selama pengujian dapat dilakukan pada permukaan yang datar.
- Spesimen standar sesuai ASTM D3574 B1 diambil dari bagian tertentu dari produk jadi dan memiliki dimensi minimal 380 mm x 380 mm x 100 mm.
Video: Kekerasan Indentasi sesuai ASTM D3574 Test B.
Menjalankan pengujian, alat uji dan hasil uji:
Alat bantu pengujian yang ditetapkan ASTM D3574 Test B menggunakan indentor datar berbentuk lingkaran dengan diameter 203 mm seperti yang dipersyaratkan untuk pengujian ini. Perlengkapan kompresi ZwickRoell untuk busa fleksibel dapat digunakan untuk pengujian yang sesuai dengan standar untuk metode B1 dan B2. Baik produk jadi (B1) maupun spesimen standar (B2) ditekan pada pelat berukuran 400 X 400 mm, yang dilengkapi dengan lubang ventilasi untuk memungkinkan udara keluar dengan cepat selama pengujian.
Selama pengujian, perilaku deformasi busa fleksibel diukur dalam kondisi yang terdefinisi dengan tepat dan ditampilkan dalam grafik gaya terhadap perpindahan indentasi. Pengujian ini terdiri dari siklus preload, yang berfungsi untuk mengkondisikan spesimen, diikuti dengan siklus pengukuran di mana nilai karakteristik ditentukan.
Kekerasan indentasi juga dijelaskan dalam ISO 2439 dan DIN 53579-1, serta dalam berbagai metode pengujian khusus di industri otomotif. Untuk pengujian-pengujian tersebut, ZwickRoell juga menyediakan alat bantu pengujian yang sesuai.
ASTM D3574 Uji C
ASTM D3574 test C menggambarkan pengujian defleksi gaya tekan pada busa fleksibel untuk penentuan compression force. Pengujian ini mengukur gaya yang diperlukan untuk mencapai kompresi sebesar 50% pada seluruh permukaan spesimen busa yang telah ditentukan.
Spesimen sesuai ASTM D3574 test C:
- Spesimen standar yang direkomendasikan sesuai ASTM D3574 Test C memiliki dimensi minimum 50 x 50 x 25 mm. Spesimen dengan ukuran yang lebih besar lebih disarankan. permukaan spesimen harus memliki luas minimal 2500 mm2 dan ketebalan minimum 20 mm.
Video: Uji Compression Hardness sesuai ASTM D3574 Test C
Menjalankan pengujian, alat uji dan hasil uji:
- Untuk ASTM D3574 test C, tegangan tekan seluruh permukaan spesimen ditentukan. Oleh karena itu, pelat penekan (compression platens) harus memiliki ukuran yang lebih besar dari spesimen yang akan diuji. Busa dengan closed-cell memerlukan lubang ventilasi berdiameter 6,5 mm pada pelat penekan.
- Pengujian ini terdiri dari 2 siklus preload dari 75% hingga 80% dari ketebalan awal, kemudian dilanjutkan dengan siklus pengukuran di mana spesimen dikompresi hingga 50% dari ketebalannya. Tinggi awal, yang penting untuk hasil pengujian, ditentukan secara langsung tepat sebelum siklus pengukuran (pada ISO 3386, ditentukan sebelum siklus preload pertama).
- Hasil pengujian adalah ketebalan spesimen dalam satuan mm setelah siklus pengukuran serta gaya tekan (CFD) dalam satuan kilopascal. Pengujian ini juga dikenal sebagai kapasitas menahan beban (load-bearing capacity), karakteristing stress-strain kompresif, pengujian CFD atau CLD.
Kekerasan tekan (compression hardness) juga dijelaskan dalam standar ISO 3386, serta dalam serangkaian metode pengujian khusus untuk industri otomotif, namun memiliki perbedaan dalam hal isi teknis. Hasil dari kedua metode tersebut tidak dapat dibandingkan secara langsung.
ASTM D3574 test C - persyaratan teknologi pengujian khusus.
Pengukuran kurva stress-strain kompresif sesuai ASTM D3574 test C menimbulkan berbagai tuntutan khusus pada teknologi pengujian:
- Koreksi deformasi mesin (correction of the machine deformation): load frame dan sensor gaya menunjukkan deformasi bawaan saat diberi beban. Ini berarti jarak pelat penekan sebenarnya lebih besar dari yang ditentukan. deformasi bawaan ini direkam oleh software pengujian testXpert dari ZwickRoell dan digunakan untuk koreksi. Koreksi harus dilakukan secara langsung (online) selama pengujian berlangsung, untuk memastikan jarak pelat penekan yang tepat selama waktu tahan (hold times).
- Fungsi software khusus meliputi pencatatan dan perhitungan ketebalan spesimen, pra-kalkulasi persentase kompresi, pengelolaan dua titik nol jalur dan dua ketebalan spesimen (jika diperlukan), perhitungan hasil sesuai standar, serta pembuatan laporan.
ASTM D3574 test E kekuatan tarik
Test E dari standar ASTM D3574 menentukan pengaruh gaya tarik pada material busa. Selain merekam diagram stress-strain, fokusnya adalah pada penentuan nilai kekuatan tarik dan nilai strain at break. Metode ini digunakan untuk membandingkan material, serta untuk tujuan kontrol kualitas.
ISO 1798 juga berkaitan dengan uji tarik pada busa fleksibel, namun berbeda dalam aspek teknis dan hasilnya tidak dapat dibandingkan secara langsung antara kedua metode tersebut.
Spesimen berdasarkan ASTM D3574 test E:
Spesimen biasanya diambil dari bagian yang sudah jadi atau dari lembaran. Spesimen harus dipotong menggunakan die dengan presisi sesuai yang ditentukan dalam standar, dalam bentuk dumbbell (shoulder spesimen). Die harus tajam dan bebas dari lekukan agar spesimen tidak memiliki tepi/pinggiran yang rusak atau berjumbai. Spesimen yang disarankan adalah spesimen tipe shoulder A sesuai dengan ASTM D412, dengan panjang 140 mm dan ketebalan 3 sampai 14 mm. ZwickRoell menawarkan mesin sheet cutting yang telah distandarisasi.
Pelaksanaan uji dan persyaratan mesin pengujian:
- Mesin uji tarik harus dilengkapi dengan load cell untuk mengukur gaya maksimum yang diterapkan. (Gambar zwickiLine)
- Untuk menggenggam shoulder spesimen, dapat digunakan screw grips yang bekerja secara lateral dengan flat jaw insert atau pneumatic grips. G.rip tersebut memberikan tekanan merat pada permukaan clamping, yang akan meningkat seiring dengan bertambahnya gaya tarik agar spesimen tidak slip. (Gambar spesimen grip)
- Elongasi dapat diukur menggunakan sensor arm extensometers atau non-contact extensometers, atau melalui crosshead travel. Extensometer clip-on, yang di-clip langsup pada spesimen, umumnya tidak cocok untuk busa fleksibel. Untuk mengukur strain at break, ZwickRoell menyediakan extensometer mekanis dan optik longstroke yang merekam perpanjangan spesimen dalam rentang panjang pengukuran yang ditentukan.
ASTM D3574 Test F: Pengujian ketahanan sobek (tear resistance).
Test F dalam ASTM D3574 menjelaskan penentuan ketahanan sobek (tear resistance) pada material busa pra-damaged.
Spesimen yang sesuai dengan ASTM D3574 test F adalah spesimen blok tipe A dengan ukuran 152,4 millimeters (6”) x 25,4 millimeters (1”) x 25,4 millimeters (1”) di mana dibuat potongan sepanjang 40 millimeter (1,5”) pada spesimen tersebut (trouser spesimen).
Standar ISO 8067 membahas hal yang sama, namun berbeda dalam jenis spesimen sehingga hasilnya tidak dapat dibandingkan secara langsung. Sementara ASTM D3574 test F hanya memperbolehkan penggunaan spesimen tipe A model spesimen trouser/blok, ISO mengizinkan penggunaan spesimen sudut yang distandarisasi. Dalam uji antar laboratorium, metode A (spesimen model trouser) memiliki penyebaranhasil hingga 36%, sedangkan- metode B sesuai ISO 8067 (angle spesimen) memiliki penyebaran hasil hingga 12%.
Uji ketahanan sobek dapat dilakukan menggunakan mesin uji zwickiLine electromechanical. Karena gayanya relatif rendah, load cell yang mencapai akurasi pengukuran Kelas 1 harus digunakan dalam rentang gaya yang digunakan. Pengukuran displacement tidak diperlukan, karena ketahanan sobek dihitung dari gaya maksimum yang diukur selama pengujian dan ketebalan rata-rata spesimen: ketahanan sobek/tear resistance:N/m = F/T x 10³
Software pengujian testXpert kami mengatur urutan pengujian dan mengevaluasi ketahanan sobek sesuai dengan standar.
ASTM D3574 test H dan ISO 8307 ketahanan rebound (rebound resilience)
Dalam ASTM D3574 test H, rebound resilience diukur dengan menjatuhkan bola baja ke atas spesimen busa dan mengukur tinggi pantulannya. ASTM D3574 test H identik dengan ISO 8307.
Mesin uji ball rebound ZwickRoell memenuhi persyaratan standar dan terdiri dari tabung plastik transparan vertikal tempat bola baja dengan diameter 16 mm / 16,3 g dijatuhkan dari ketinggian 500 mm. Tinggi pantulan diukur menggunakan tirai cahaya (light curtain). Hasilnya dievaluasi secara otomatis.
ASTM D3574 tests J, K, L uji penuaan/aging tests
ASTM D3574 tests J, K dan L menjelaskan berbagai jenis uji penuaan dipercepat/accelerated aging test, yang menyelidiki pengaruh oksidasi dan/atau hidrolisis terhadapp sifat mekanik busa.
- Aging test J: pengaruh aging dengan autoclave uap (lihat juga ISO 2440)
- Aging test K: pengaruh penuaan panas kering/dry heat aging dalam oven dengan sirkulasi udara (lihat juga ISO 2439)
- Aging test L: pengaruh wet heat aging dalam chamber environmental (tidak ada padanan ISO)
Prinsip metode ini dapat diterapkan pada banyak sifat/material. Pertama, pengujian dilakukan dan diukur pada kondisi material yang belum diolah seperti yang dijelaskan di atas. Kemudian, pengujian diulang pada kondisi setelah penuaan/aging, misalnya setelah penuaan panas/heat aging (contoh: 7 hari pada suhu 140 °C) atau setelah penuaan hidrolisis/hydrolysis aging (contoh: 5 jam pada suhu 120 °C).
Panas dapat digunakan secara selektif untuk mempercepat proses aging. Persamaan Arrhenius menjelaskan percepatan reaksi kimia seiring waktu. Menurut aturan van’t Hoff, laju reaksi kimia akan berlipat dua setiap kenaikan suhu sebesar 10 °C.
ASTM D3574 test I adalah uji kelelahan (fatigue test).
ASTM D3574 test I1 hingga I5 menjelaskan lima metode uji fatik dengan beban konstan pada busa:
- Test I1: uji statis dengan defleksi konstan
- Test I2: uji fatik dinamis dengan geseran roller pada gaya konstan
- Test I3:uji fatik dinamis dengan pemukulan pada gaya konstan (setara dengan ISO 3385 )
- Test I4: uji fatik dinamis untuk bantalan karpet (carpet cushion)
- Test I5: uji fatik dinamis dengan pemukulan [ada defleksi konstan
Tujuan dan maksud dari uji fatik menurut ASTM D3574 I3
Tujuan dari uji fatik (uji pemukulan dengan beban konstan) menurut ASTM D3574 I3 adalah untuk menentukan perilaku jangka panjang/penuaan material busa melalui mekanikal loading yang konstan. Sebagai contoh, ini terjadi pada beban yang berlaku pada kursi kendaraan ketika mobil sedang dikendarai.
Melaksanakan uji fatik sesuai ASTM D3574 I3:
Uji lengkap dibagi menjadi tiga tahap:
- Tahap 1: pengukuran awal: penentuan kekerasan indentasi sesuai ASTM D3574 test B1 IFD pada kompresi 40% (atau ISO 2439, metode A) dan penentuan tinggi awal (d1) setelah preloading dengan gaya 4,5 N +/- 0,5N.
- Tahap 2: uji fatik dengan penerapan beban tekan terdefinisi sebesar 750 N ± 20 N pada frekuensi 1,17 Hz ke spesimen busa berukuran 380 x 380 mm menggunakan indenter berbentuk lingkaran dan plat tekan bawah berlubang yang berukuran lebih besar dari spesimen.
- Spesimen menjalani 8.000 siklus (sekitar 2 jam) sesuai prosedur A, atau 80.000 siklus (sekitar 19 jam) sesuai prosedur B menggunakan mesin uji kelelahan. Prosedur C mensyaratkan 12.000 siklus dengan laju siklus yang lebih lambat (sekitar 20 jam), dan khusus digunakan untuk busa viskoelastik.
- Tahap 3: Ulangi pengukuran dari tahap 1, di mana tinggi awal (dan dengan demikian titik nol kompresi) diambil dari pengukuran pertama.
Hasilnya adalah penentuan hardness loss (selisih nilai IFD dalam kPa) dan height loss / ketebalan spesimen ((d1-d2)/d1 x100%)
Jika Anda memiliki volume pengujian yang besar dan ingin melakukan pengujian busa sesuai dengan spesifikasi standar secara berulang, dapat direproduksi, dan dengan demikian dapat diandalkan,
ZwickRoell dapat mengotomatisasi hampir semua jenis pengujian pada busa lunak/soft foam—kami memiliki pengalaman bertahun-tahun di bidang ini. Sistem pengujian roboTest R kami akan menjadi pilihan utama Anda untuk pengujian-pengujian ini.
Izinkan kami membantu Anda hari ini terkait opsi pelaksanaan, biaya, dan pengembalian investasi.
Permintaan konsultasi Pelajari lebih lanjut roboTest R Kalkulator ROI
Video: Pengujian otomatis bahan busa seluler
Sistem pengujian robotik roboTest R untuk uji kompresi dengan pengukuran berat dan dimensi sesuai ASTM D3574 dan banyak standar lainnya
Mesin uji untuk pengujian busa fleksibel sesuai ASTM D3574
Untuk uji busa fleksibel sesuai ASTM D3574, ZwickRoell menawarkan portfolio produk komprehensif:
- Universal testing machine dari seri zwickiLine cocok untuk metode pengujian dengan spesimen standar sesuai ASTM D3574, yaitu test B (gaya lekukan), test C (gaya kompresi), test E (kekuatan tarik), dan test F (ketahanan sobek), tersedia dalam empat rentang gaya berbeda (0,5/1/2,5/5 kN) dan tiga macam tinggi load frame.
- Universal testing machine seri ProLine juga memungkinkan pengujian komponen dan pemasangan plat kompresi dengan lebar hingga 400 mm serta memungkinkan pengujian dengan gaya yang lebih tinggi.
- Mesin pengujian CLine kami khusus untuk pengujian pada busa cetakan/molded foam besar dan kecil. Dengan Fmax 5 kN atau 10 kN dan meja lipat yang dapat diputar, mesin ini juga memungkinkan pengujian kursi (1000 x 1450 mm), serta pengujian kasur (1000 x 2000 mm) dengan penggunaan sliding table. Hal ini menjadikannya sangat cocok untuk kontrol produksi rutin.
- Mesin uji elektromechanical (aktuator servo elektromechanical), yang memungkinkan kecepatan pemuatan tinggi, dapat digunakan untuk penentuan kekerasan lekukan dan kekerasan kompresi, serta untuk uji kelelahan berkat kemudahan pengubahannya. Dengan penggunaan peralatan retrofit opsional, mesin ini juga dapat digunakan untuk uji penuaan di zona iklim khusus dengan menggunakan environmental chamber yang sesuai.
