Ga naar de inhoud van de pagina

Impacttest op kunststoffen

De impacttest wordt gebruikt om de weerstand van het materiaal tegen hoge vervormingssnelheden te bepalen. Kerfslaghamers, valtorens en hoge snelheid testmachines worden gebruikt om het gedrag van kunststoffen te karakteriseren bij impactbelasting.

Naam Type Grootte Download

Vergelijking van testsystemen voor het uitvoeren van impacttests

Vergelijking van testsystemen voor het uitvoeren van impacttests

Geïnstrumenteerde valtorens
Hogesnelheid testmachines
Klassieke valtorens
Klassieke kerfslaghamers
Geïnstrumenteerde impacttesters
Geïnstrumenteerde HIT230F valtoren voor impacttests tests op kunststoffen

Geïnstrumenteerde valtorens

  • Geïnstrumenteerde valtorens hebben een krachtsensor en een lichtbarrière voor precieze bepaling van de snelheid en snelle meetwaarden.
  • Ze laten toe de volledige kracht/verplaatsing curve te plotten tijdens een penetratietest.
  • Deze diagrammen helpen bij het berekenen van de karakteristieke krachtwaarden en geabsorbeerde impactenergie.
Hogesnelheids testmachine HTM5020

Hogesnelheid testmachines

  • Hogesnelheid testmachines gebruiken een hydraulische aandrijving voor testsnelheden tot 20 m/s.
  • Ze zijn geïnstrumenteerd en worden flexibel ingezet voor trektests bij hoge snelheid, penetratietests en buigtests bij hoge vervormingssnelheden.
  • Ze kunnen zowel de testmethoden van een kerfslaghamer als een geïnstrumenteerde valtoren aan. Een groot voordeel van deze machines ligt in het grote energie-overschot, die het - samen met een speciale sturing - mogelijk maakt met een nagenoeg constante snelheid te testen.

Klassieke valtorens

  • Klassieke valtorens gebruiken het principe van een lineaire valbeweging.
  • Een massa met een impactlichaam wordt losgelaten van op een hoogte die gewoonlijk vooraf bepaald is.
  • Omdat er geen andere metingen gebeuren tijdens de penetratie, worden deze valtorens gebruikt voor go/no-go analyse met de staircase methode of around-the-clock methode.
HIT kerfslaghamers voor bepaling van de impactweerstand en gekerfde impactweerstand

Klassieke kerfslaghamers

  • Klassieke kerfslaghamers bepalen de impactenergie geabsorbeerd door een genormeerd sample tot breuk door het meten van de hoogte tot waar de kerfslaghamer doorslaat na een impact.
  • Het resultaat is de kerfslagwaarde of impactsterkte, welke weergegeven wordt in verhouding tot de oppervlakte, bijvoorbeeld in kJ/m².
  • Bij het testen van buizen, worden kerfslaghamers ook gebruikt voor go/no-go analyse van het breukvlak, zonder kwantitatieve beschrijving van het testresultaat.
Geïnstrumenteerde kerfslaghamer - impacttrektest opstelling op Charpy werktuig

Geïnstrumenteerde impacttesters

  • Geïnstrumenteerde impacttesters zijn uitgerust met een krachtsensor en een snelle meetversterker, die tot 4 miljoen krachtwaarden per seconde registreert.
  • Samen met de impactenergie kunnen andere waarden worden weergegeven, bijvoorbeeld de kracht en doorbuigcurve of breukmechanische eigenschappen.

Impacttests met kerfslaghamers

Er zijn 4 gestandaardiseerde kerflslagmethoden:

  • Charpy test (ISO 179-1, ASTM D6110)
  • Geïnstrumenteerde Charpy test (ISO 179-2)
  • Izod test (ISO 180, ASTM D256, ASTM D4508) en "Unnotched cantilever beam impact" (ASTM D4812)
  • Impacttrektests (ISO 8256 en ASTM E1822)
  • Dynstat impact test (DIN 53435)

Verschillen tussen impacttests volgens ISO en ASTM

In ISO tests moet elke kerfslaghamer gebruikt worden in een range van 10% tot 80% van zijn nominale initiële potentiële energie. ASTM laat dit toe tot 85%.

Een fundamenteel verschil tussen ISO en ASTM is de keuze van de hamer. Volgens ISO moet de grootst mogelijke hamer gebruikt worden, hoewel de overlapping tussen de hamers vaak zeer klein is. Deze eis is gebaseerd op de idee dat het verlies van snelheid tijdens de impact zo klein mogelijk gehouden moet worden. In de ASTM test heeft de standaard hamer een initiële potentiële energie van 2,7 joule, alle andere maten komen voort uit verdubbeling van deze waarde. Hier moet de kleinst mogelijke hamer gebruikt worden voor de test.

Vergelijking van de testmethoden met kerfslaghamers

Charpy impacttest (ISO 179-1, ASTM D6110)

In de context van de norm voor vergelijkbare enkelvoudige meetwaarden, ISO 10350-1, is Charpy volgens ISO 179-1 de voorkeurstestmethode. De test wordt bij voorkeur uitgevoerd op ongekerfde samples met impact aan de smalle rand (edgewise, 1eU). Als het sample in deze configuratie niet breekt, wordt de test uitgevoerd met gekerfde samples. De testresultaten zijn daarbij niet direct vergelijkbaar. Indien met gekerfde samples nog steeds geen breuk kan verkregen worden, wordt overgegaan tot de impacttrektest.

Voordelen van de Charpy kerfslagproef:

  • De Charpy test heeft in tegenstelling tot Izod een breed toepassingsgebied en is beter geschikt voor het testen van materialen die interlaminaire afschuifbreuken of oppervlaktedefecten tonen.
  • Verder biedt de Charpy methode voordelen in het testen bij lage temperaturen. Omdat de opleggingen verder van de kerf zijn verwijderd, wordt een snelle warmte-overdracht naar de kritische zone van het sample vermeden.

Geïnstrumenteerde Charpy test (ISO 179-2)

Door registratie van het kracht-tijd diagram kan door dubbele integratie met kwalitatief hoogwaardige meettechnologie een kracht-verplaatsing diagram met uitstekende nauwkeurigheid bepaald worden. Het resultaat kan op verschillende manieren gebruikt worden.

  • Bijkomende karakteristieken, die een beter begrip van het materiaalgedrag mogelijk maken
  • Breukmechanische karakteristieken
  • Automatische bepaling van het soort breuk aan de hand van het verloop van de curve, onafhankelijk van de bediener

De gemeten curves tonen altijd karakteristieke fluctuaties. Dit zijn vibraties veroorzaakt door het sample, waarvan de frequentie samenhangt met de geometrie, de afmetingen en de moduluswaarde van het polymeer.

Een verder groot voordeel van de instrumentatie is het grote meetbereik. In tegenstelling tot conventionele kerfslaghamers, worden geen energieën maar krachten gemeten. Aangezien de meetelektronica al exacte metingen doet vanaf 1/100 van de capaciteit, wordt de onderste limiet van de meetbare impactenergie in de regel door de duur van de test en de eigenfrequentie van de meetelementen bepaald. Daarom is het mogelijk het volledige in de ISO 179-2 beschreven meetbereik met twee geïnstrumenteerde hamers af te dekken: Een geïnstrumenteerde hamer van 5 J voor impactsnelheden van 2,9 m/s en een 50 J hamer voor 3,5 m/s. Analoog aan deze testmethode worden ook tests volgens Izod en impacttrektests geïnstrumenteerd.

Izod impacttest (ISO 180, ASTM D256, ASTM D4508, ASTM D4812)

  • In ASTM normen is het courant volgens de Izod testmethode te werken, die is vastgelegd in ASTM D256. Hier worden steeds gekerfde monsters getest.
  • Een zelden gebruikte methode is de in ASTM D4812 beschreven “unnotched cantilever beam impact", die gelijkaardig is aan de Izod test maar dan met ongekerfde samples.
  • Als het enkel mogelijk is kleine samples te produceren, kan de “Chip-impact" methode volgens ASTM D4508 gebruikt worden. Deze is de evenknie van de Dynstat impact test.

Dynstat impact test (DIN 53435)

  • Enkele Duitse automobielfabrikanten gebruiken voor het testen van kleine samples de Dynstat impacttest. Het voordeel van deze methode ligt in het gebruik van zeer kleine samples, die uit relatief kleine onderdelen gehaald kunnen worden.
  • Deze testmethode wordt enkel in de DIN beschreven.

Penetratietest op testplaatjes

Penetratietests zijn van bijzondere interesse in de karakterisering van vormmassa's. De testmethode brengt aan een hoge reksnelheid een meer-assige spanningstoestand aan op een dunne plaat. Het resultaat is: Een kracht-tijd of kracht-verplaatsing diagram, en enkelvoudige meetpunten die naast de maximale kracht ook de doorbuiging bij karakteristieke punten van de curve beschrijven.

Genormeerd is de penetratietest op plaat in ISO 6603-2 en ASTM D 3763. Een variant van de norm voor het testen van folie is de ISO 7765-2. ISO 6603-2 en ASTM D3763. ISO 7765-2 is een variatie op de norm en wordt gebruikt voor het testen van folie.

De tests worden met een valhoogte van 1 m uitgevoerd, wat overeenkomt met een impactsnelheid van 4,43 m/s. De potentiële energie van het valgewicht moet minstens 2,73 keer groter zijn dan de energie geabsorbeerd door het sample bij impact. Zo wordt de normvereiste nagekomen die het snelheidsverlies van maximaal 20% beschrijft ten opzichte van de impactsnelheid.

In het bijzonder bij taaie polymeren zoals polycarbonaat, ontstaat aan de tip van de indenter wrijving, die de testresultaten aanzienlijk zou vervalsen. Daarom legt de norm vast dat de indenter licht gesmeerd moet worden.

Voor tests bij lage temperaturen moeten de samples voldoende lang geconditioneerd worden bij de testtemperatuur. Hiervoor kan, afhankelijk van de testtemperatuur, een commerciële koelbox gebruikt worden. Deze moet in de buurt staan van het testtoestel. Voor de test worden de samples uit de box genomen, in de valtoren gelegd en binnen enkele seconden getest. Ze worden binnen enkele seconden getest.

De valtorens model HIT 230F zijn zo geconstrueerd dat het aambeeld vrij toegankelijk is. Bij indrukken van de tweehandenbediening sluit de klem en worden alle beweegbare gewichten afgeschermd. Zo ontstaat geen risico voor de bediener en kan de test vliegensvlug uitgevoerd worden. Tegenover toestellen met ingebouwde temperatuurkasten, tekent de constructie van de HIT 230F zich af door een hoger aantal tests en een zo eenvoudig mogelijke bediening.

Impacttests met hogesnelheid testmachines

Hogesnelheid testmachines HTM zijn bij het testen van kunststoffen universeel inzetbaar. Ze dekken een zeer groot bereik aan testsnelheden en krachten af en kunnen flexibel ingezet worden voor trek- en druktests. De inbouw van een temperatuurkast maakt tests in een breed temperatuurgamma mogelijk.

Vergelijking van de testmethoden met hogesnelheid testmachines:

Wij zoeken en vinden de optimale testoplossing voor al uw vereisten.

Contacteer onze industrie-experts.

Wij kijken er naar uit u te adviseren.

 

Contacteer ons

Toestellen voor impacttests

Top