ISO 178 | プラスチックの3点曲げ試験
ISO 178に準拠した3点曲げ試験は、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の曲げ特性の測定に用いられます。この試験で得られる最も一般的な結果は、応力-ひずみ曲線の初期勾配から算出される曲げ弾性率、曲げ強度、および試験片破損時の曲げひずみです。延性プラスチックの場合、曲げ応力は通常、規定のたわみ量で測定されます。
ISO 178に準拠した3点曲げ試験の試験アレンジは、2つの平行なアンビルまたは支持台と、中央に配置された荷重端（上部アンビル）で構成され、これらの間で標準試験片が微小な曲げ角度の範囲内で変形されます。曲げ力とたわみを測定することで、試験片の極限繊維応力とひずみが決定され、そこから個々の試験結果が単一点データとして算出されます。
プラスチックの曲げ特性を評価するための別の方法は、ASTM D790規格に記載されています。
ISO 178に準拠した3点曲げ試験の目的と特性値
ISO 178及びASTM D790に記載の3点曲げ試験は硬化、半硬化プラスチックのクラシックな特性値を求める試験方法です。これらの試験で測定される曲げ特性は、設計者、エンジニア、製造業者にとって、使用されるプラスチック材料が意図された用途の要件を満たしていることを確認する上で非常に重要です。
典型的な試験結果は以下を含みます：
- 曲げ弾性率と曲げ強度：曲げ弾性率は材料の剛性の尺度であり、曲げ荷重に対する耐性を示します。曲げ強度は、材料が曲げ時に破断するまでに耐えられる最大荷重に関する情報を提供します。
- 3.5パーセント伸び時の応力
- 降伏点及び試験片破断時の応力と伸び
ISO 178に準拠した3点曲げ試験の実施
- ISO 178に準拠した3点曲げ試験（3点曲げ試験）では、棒状のプラスチック試験片を2つの支持部の間に置きます。
- 次に、支持部の中間点に位置する試験片の上部に垂直方向に力を加えます。
- 試験片の力と変形量を測定することで、曲げ弾性率と曲げ強度を求めます。曲げひずみは、マクロエ伸び計で測定します。
- たわみ測定はその試験ラボの目的に応じて実施されます。試験の目的と複雑さに応じて、ISO 178では様々な種類のたわみ測定が規定されています。
| 試験タイプ | I | II | III | IV |
|---|---|---|---|---|
| 試験の 必須目的 | 応力/強度のみ | 応力/強度/伸びが1%を超える | 応力/強度/伸び/再現性と精度の高い弾性係数値 | 応力/強度/伸び/正確で精度の高い弾性係数値 |
| たわみ測定の 種類 | 測定不要 | クロスヘッド移動による | コンプライアンス補正を伴うクロスヘッド移動による | たわみ測定装置による直接測定 |
- 最もシンプルなケース (タイプ I)ですと、最大荷重かあるいは応力のみを決定し、たわみ測定は必要ありません。
- 例えば、1％を超える外側のファイバーひずみ(タイプ II)、つまり3.5％の曲げ降伏強さをもたらすたわみ値のみを決定する場合は、試験機のクロスヘッド変位モニターによる簡単な測定で十分です。
- 規格で定義されているタイプIIIは、品質保証または研究開発業務において、社内比較または公差監視のみを目的とした曲げ弾性率測定を行う場合を想定しており、測定の正確性よりも良好な再現性が重要となります。この場合、試験設備を簡素化するために、試験機のクロスヘッド移動量モニターとコンプライアンス補正を使用することができます。
- タイプIVに準拠した正確かつ適切な試験結果を得ることが目的であり、他の試験機関と比較しても遜色ない場合は、ISO 9513の精度1の直接たわみ測定を使用することが必須です。
testXpertでISO 178準拠の試験を簡単かつ確実に開始
testXpert試験ソフトウェアを使えば、オペレーターのオンボーディングプロセスが迅速化され、すぐに試験を開始できます。
オペレーターは、それぞれの担当業務に該当するタスクのみを表示し、ISO 178に準拠した試験をステップバイステップでガイドされます。
- ISO 178規格で定義されているすべての特性値と設定は、規格への準拠が保証された標準試験プログラムに含まれています。試験ソフトウェアは、ユーザーをステップバイステップでガイドします。
- ユーザーは、ユーザー管理機能を通じて設定された、実行すべき手順のみを確認できます。
- ISO 178に準拠した試験片寸法は、マイクロメーターとデジタルキャリパーを接続することで試験ソフトウェアに直接送信されるため、時間を節約し、エラーを排除できます。
- testXpertは、試験効率を最大限に高めるのに役立ちます。試験時間を最大30%短縮できます。
迅速かつエラーのない概要を維持
- 標準化されたインターフェースにより、ERPまたはQSシステムから試験タスクをエラーなく迅速に読み込み、試験後に結果を送信します。これにより、送信プロセスの時間を節約し、エラーを防止します。
- testXpert Analyticsを介してすべての試験データに一元的にアクセスすることで、さまざまな試験シリーズの特性値を評価できます。ISO 178規格以外にも、以下の試験が可能です。引張弾性率、曲げ弾性率、引張強度、ノッチ付き衝撃強度、流動性などの特性値を容易に再現・評価できます。
- トレンド分析機能では、シンプルな長期評価オプションで長期的な偏差を把握できます。
ISO 178準拠の距離ゲージ付き3点曲げ試験治具：
- ツビックローエルの曲げ試験治具では、最大20kNの荷重まで試験を行うことができます。最大たわみは36mmです。
- 距離ゲージを使用してアンビルスパンとセンタリングストップを設定することで、ISO 178およびASTM D790に準拠した試験を行う際に、曲げ試験治具を規格に従って設定できます。
- ISO 178に基づく3点曲げ試験では、アンビルとダイの半径が5mm、アンビル幅が40mmの場合、アンビル間隔は64mmです。
- アンビルは、互いに、そして支持軸から正確な距離で調整でき、ダイの中心に合わせることができます。
- 曲げ試験治具のセンタリングストッパーは、試験片幅10mm（ISO 178）および12.7mm（ASTM D790）に合わせて、距離ゲージを使用して簡単に調整・配置できます。
ISO 178 – たわみ測定のためのツビックローエルソリューション
の結果は、特に試験片表面付近における材料挙動を示します測定されたたわみは、引張試験での伸びより約4倍大きくなります。
- タイプIII試験に準拠したたわみ測定の要件に基づき、ツビックローエル試験機はtestXpert試験ソフトウェアを使用して、ロードフレーム、ロードセル、および曲げ試験ツールの変形を補正できます。これにより、試験機のクロスヘッド移動モニターを介して十分に正確な測定が可能になります。そのため、特に品質管理において、試験機の操作が簡素化されます。
- ISO 178準拠の試験タイプIVのように高い再現性が求められる場合は、試験片の下で無負荷たわみを容易に測定できる伸び計の使用を推奨します。ツビックローエルは、自動伸び計 マクロ伸び計 または マルチ伸び計のセンサーアームを引張試験用ではなく曲げ試験用のセンサーアームとして提供しています。.
ISO 178準拠の3点曲げ試験用ロードフレーム
ISO 178準拠の3点曲げ試験を実施するには、当社の万能試験機zwickiLine、ProLine、およびAllroundLineをご使用ください。
ISO 178準拠の自動3点曲げ試験
特に大量の試験の場合、これらの試験には多くの人員が拘束されます。プラスチックの全自動試験システムは、有資格のラボ職員をこれらの日常業務から解放し、結果として得られるデータの解釈と評価、新材料の評価、またはその他の研究活動など、より複雑なタスクに取り組むことができるようにします。
当社の自動テストシステム roboTest N、 roboTest L、 roboTest R は、ISO 178 に準拠した 3 点曲げテストの自動実行に最適です。
