ISO 178 플라스틱 3점 굴곡 시험
ISO 178 표준은 플라스틱의 굴곡 성질 측정을 지정합니다. 3점 굴곡 시험에서는 시편이 압축 다이를 통해 평행하고 있는 2개의 앤빌(anvil)과 벤트에 놓입니다. 이 과정에서 시편은 파괴되지 않습니다.
플라스틱 3점 굴곡 시험에 관한 자세한 설명은 ASTM D790 표준에서 확인할 수 있습니다.
3점 굴곡 시험 요구사항
몰딩 재료의 특성 규정 시 시편은 ISO 20753에 정해진 대로 시편의 가운데 부분에서 채취합니다. 이렇게 하면 굴곡 시험 때의 폴리머 처리 상태가 인장 시험 때와 동일해집니다.
굴곡 응력 및 변형률 계산은 일반적으로 작은 편향을 고려하고 지지대의 마찰은 고려하지 않습니다. 이런 이유로 표준에서는 이 방법을 높이 4mm의 ISO 시편의 6mm 편향에 해당하는 3.5%의 굴곡 변형률로 제한합니다. 이 범위의 표준에서 허용하는 계산 오차는 여전히 측정값의 1% 미만입니다.
굴곡 시험에서 시편 치수를 측정할 때는 각별한 주의가 필요합니다. 굴곡 응력에서는 시편 두께가 2차식으로 계산되기 때문에 측정 오차 결과 역시 2차 함수입니다. 시편 높이가 4.0mm(공칭)이고 측정 오차가 0.1mm에 불과할 경우 약 5%의 굴곡 응력 오류가 발생합니다.
편향 측정은 시험실의 특정 목적에 따라 수행됩니다.
- 가장 단순한 경우, 최대 힘이나 응력만 측정하고 편향은 측정할 필요가 없습니다.
- 1% 보다 큰 외부 섬유 변형률, 즉 가령 굴곡 항복 강도가 3.5%가 되는 편향 값이 측정되는 경우에만 시험기의 크로스 헤드 이송을 모니터링하여 간단히 측정하는 것으로도 충분합니다.
- 표준에 정의된 III형은 내부 비교 또는 공차 모니터링용으로만 사용되는 굴곡 계수 측정을 통해 품질 보증 또는 R&D 작업 사례를 설명하기 때문에, 중요한 것은 정확성이 아니라 측정의 우수한 반복성입니다. 이 경우, 시험 준비의 간소화를 위해 시험기의 크로스 헤드 이송 모니터링과 준수 수정이 사용될 수 있습니다.
- 다른 시험실과 견주어도 시험 결과값이 정확하고 올바른 것이 목적이라면, 정확도 1등급의 직접 편향 측정을 반드시 수행해야 합니다.
신뢰할 수 있는 시험 결과를 위한 ZwickRoell 시험 장비
- 굴곡 시험 결과에는 특히 시편 표면 인근의 재료 거동이 나타납니다. 편향 측정값이 인장 시험에서의 연신보다 4배 가량 더 큽니다.
- ZwickRoell 시험기는 testXpert III 소프트웨어를 사용하여 로드 프레임, 힘 센서, 굴곡 시험 툴의 변형을 보상합니다. 시험기의 크로스 헤드 변위 트랜스듀서로 측정치의 정확도가 높습니다. 따라서 기계 작동은 품질 관리용일 때 특히 간편합니다.
- 높은 수준의 재현성이 요구되는 경우에는 신율계 사용을 권장해 시편 아래 무부하 편향이 쉽게 이루어지도록 합니다. ZwickRoell은 인장 센서 암 대신 자동 신율계 makroXtens 또는 multiXtens와 함께 사용할 수 있는 굴곡 시험용 센서 암을 제공합니다.
- ZwickRoell의 정교한 굴곡 시험 장비의 특장점은 정확한 치수와 정확한 얼라인먼트입니다. 지지대는 지지대끼리 정렬하고 다이와도 정확하게 정렬해야 합니다. 응력-변형률 다이어그램에서 각도 오차는 계수 측정을 심각하게 왜곡할 수 있는 곡선 피트(curve foot)를 생성할 수 있습니다. 조절식 지지대와 설계가 잘 된 계기를 사용하면 이 작업을 매우 쉽게 수행할 수 있습니다. 지지대 중앙에 맞춰 세우면 시편을 정확하게 배치하기가 쉽습니다.
ISO 178에 따른 3점 굴곡 시험
시험 툴 설치 및 ISO 178에 따른 3점 굴곡 시험 수행. 굴곡 변형률은 makroXtens 신율계로 측정됩니다.