Ga naar de inhoud van de pagina

Trektest op kunststof

ISO 527-1 -2, ASTM D638
Naam Type Grootte Download

Video van de trektest volgens ISO 527

In de trektest worden belangrijke mechanische eigenschappen van een vormmassa bepaald. Deze kenwaarden worden in de regel voor vergelijking van materialen gebruikt.

De karakteristieke eigenschappen zijn:

  • Treksterkte: kracht ten opzichte van de initiële sectie van het sample
  • Rek: verandering van meetlengte ten opzichte van de initiële meetlengte
  • Trekmodulus: gradiënt van de curve in het spanning-rek diagram
  • Vloeigrens: spanning en rek op het punt van de curve waar de stijging nul wordt
  • Breukpunt: spanning en rek op het moment dat het sample breekt
  • Poisson coëfficiënt: negatieve verhouding van dwarsrek ten opzichte van langsrek

Zowel ISO 527-1/-2 als ASTM D638 definiëren de testmethode voor de trektest. De twee normen zijn technisch gelijkwaardig maar leveren geen volledig vergelijkbare resultaten omdat de samplevorm, de testsnelheid en de manier waarop de resultaten bepaald worden op enkele vlakken verschillen.

Tijdens de genormeerde trektest worden testresultaten bepaald bij een gedefinieerde treksnelheid. In de praktijk worden de optredende belastingen op een component of structuur echter aan een breed gamma snelheden uitgeoefend. Door de visco-elastische eigenschappen van polymeren ontstaan bij verschillende snelheden normaal gezien andere mechanische eigenschappen dan diegene die gemeten worden op een standaard sample. Daarom zijn de in de trektest bepaalde eigenschappen slechts beperkt nuttig voor het beoordelen van onderdelen, maar vormen ze een zeer betrouwbare basis voor het vergelijken van materialen.

Verouderingstests: De trektest levert een goede basis om de verandering van de mechanische eigenschappen te onderzoeken na veroudering, blootstelling aan warmte of media of het weer. Hiervoor worden de karakteristieke waarden uit de trektest vlak na het spuiten vergeleken met diezelfde waarden na veroudering of blootstelling aan het weer.

Eisen op vlak van omgeving en materiaal voor trektests volgens ISO 527

Definitie van de te gebruiken vorm en afmetingen van het sample volgens ISO

Samplevormen voor tests op vormmassa

Een goede vergelijkbaarheid is het belangrijkste doel bij het testen van vormmassa's. Daardoor wordt het aantal soorten samples beperkt.

  • Gewoonlijk worden de samples via spuitgieten geproduceerd. Hiervoor wordt de in ISO 527-2 beschreven samplevorm van het type 1A gebruikt, die in ISO 3167 onder de naam type A beschreven wordt, met een dikte begrensd wordt tot 4mm. Deze samples worden daarnaast in de ISO 20753 als type A1 opgelijst.
  • Het gespoten sample wordt dunner naarmate men verder weggaat van de aanspuiting, waardoor de mechanische eigenschappen niet constant zijn over de lengte van het sample, en dit vaak breekt aan de kant tegenover de aanspuiting.
  • De meetlengte van het sample bedraagt bij voorkeur 75 mm, of alternatief 50 mm.
  • Daarnaast is het gebruik van sample type 1B toegelaten, dat in ISO 3167 type B en in ISO 20753 type A2 genoemd wordt.
  • Deze samples worden in de regel gefreesd uit geperste of gespoten platen. De oriëntatie van het polymeer is daardoor duidelijk verschillend van de oriëntatie in gespoten proefstaven. De resultaten bepaald op verschillende samplevormen zijn niet noodzakelijk vergelijkbaar.
  • De meetlengte is bij samples type 1B door de grotere radius en daardoor kortere parallelle lengte vastgelegd op 50 mm.

Samples voor verouderingstests, invloed van media en weer

  • Bij alle soorten verouderingstests die inwerken op het oppervlak van het sample, is een geringe sectie voordelig.
  • Vaak wordt voor de beoordeling van deze tests enkel de maximale trekspanning bepaald. Vanzelfsprekend is het gebruik van een rekmeter niet noodzakelijk en kunnen dunne, getailleerde samples gebruikt worden.
  • ISO 527 biedt hiervoor de types CP en CW aan, die ontleend zijn aan de norm voor impacttrektests ISO 8256.

Gedefinieerde conditionering en omgevingsvariabelen

  • Het aanhouden van gedefinieerde conditionering en omgevingsomstandigheden met betrekking tot temperatuur en luchtvochtigheid, is van groot belang voor de vergelijkbaarheid van de testresultaten.
  • De eisen op vlak van conditioneringsduur bevinden zich normaal gezien in de materiaalnorm van de kunststof in kwestie. Verder moeten de samples in het kader van tests op vormmassa's minstens 16 uur in standaardatmosfeer (gestandaardiseerde temperatuur en vochtigheid) bewaard worden. 
  • De standaardatmosfeer voor testen verwijst naar omstandigheden zoals vastgelegd in ISO 291 of ASTM D1349
    Gematigd klimaat: 23 ± 2 °C, 50 ± 10% R.H.
    Subtropische atmosfeer: 27 ± 2 °C, 65 ± 10% R.H.
  • De toleranties zijn van klasse 2. In klasse 1 worden deze toleranties gehalveerd.
  • Kamertemperatuur verwijst gewoonlijk naar een ietwat breder temperatuurbereik, tussen 18 °C en 28 °C.
  • Tests bij hoge of lage temperatuur zijn ook mogelijk, waarvoor afwijkende eisen vastgelegd kunnen worden.

Exacte bepaling van de afmetingen van het sample

  • Het meten van de samples kan een relatief grote fout veroorzaken in de te bepalen spanningswaarden. Bij trekbelasting heeft de meetfout een lineair effect op het spanningsresultaat. Bij alle buigbelastingen heeft de diktemeting zelfs een kwadratisch effect. 
  • Naast de afleesnauwkeurigheid van het gebruikte meetinstrument, spelen de grootte en de vorm van de gebruikte contactelementen een wezenlijke rol, net zoals de bij het meten uitgeoefende kracht.
  • Bovendien wijkt de sectie van de trekstaaf vaak af van een ideale rechthoekige vorm. Dit kan veroorzaakt worden door hoekfouten bij de mechanische bewerking, of ondersnijding van de matrijs in geval van gespoten proefstaven.
  • Vele testnormen verwijzen naar ISO 16012 en/of ASTM D5947 om de vereisten en methodiek voor het meten van de afmetingen vast te leggen. Soms bevatten de testnormen nog verdere specificaties.
  • Voor maten groter dan 10 mm bij vaste kunststoffen, zoals bijvoorbeeld de meting van de totale lengte, wordt gewoonlijk een schuifmaat gebruikt. Aangezien de aandrukkracht tijdens de meting niet controleerbaar is, wordt de nauwkeurigheid van een schuifmaat, zelfs bij modellen met hoge resolutie, al snel slecht.
  • De dikte en breedte van het sample worden gewoonlijk met een micrometer bepaald. Het contactoppervlak is vlak en cirkelvormig met een diameter van 6.35 mm. Het kliksysteem beperkt de meetkracht tot 5-15 N.
  • In geautomatiseerde systemen worden dikte en breedte gemeten met een meetstation voor de sectie. Bij geautomatiseerde installaties worden dikte en breedte met een sectie-meettoestel bepaald. Deze toestellen houden het sample in positie tijdens de meting en bepalen de afmetingen met vier digitale sensoren, een vastgelegde meetkracht en geschikte vingers.
  • Bij zachte kunststoffen en bij folie is een nauwkeuriger naleving van de meetkracht nodig. Hiervoor worden digitale diktemeettoestellen met dode gewichten gebruikt.

Eisen aan de testmachine

De twee verschillende gemeten grootheden in een testmachine zijn kracht en verlenging. In het kader van een periodieke kalibratie met een op een nationale normaal terugvoerbaar meetmiddel wordt het bewijs geleverd dat deze grootheden binnen vastgestelde meetgebieden een in de testnorm vastgelegde nauwkeurigheid bereiken. 

Krachtmeting (ISO 7500-1, ASTM E4)

De meeste testnormen eisen een meetnauwkeurigheid van 1% ten opzichte van de gemeten waarde. Deze eis wordt in de ISO-wereld aangeduid met "Klasse 1". Nagenoeg alle moderne testmachines bereiken de dag van vandaag deze Klasse 1 of zelfs Klasse 0,5 waarin de toleranties gehalveerd zijn. Doorslaggevend is daarom het gebied waarin een testmachine de aangegeven Klasse bereikt. Verschillende ZwickRoell testmachines bereiken de Klasse 1 al vanaf 1/1000 van hun meetbereik. Zo kunnen modulus en trekspanning van vele materialen met dezelfde krachtcel zonder ombouw gemeten worden.

Verlengingsmeting (ISO 9513, ASTM E83)

De klasse-aanduidingen voor de verlengingsmeting bevatten naast een gedefinieerde relatieve (procentuele) meetfout ook een aanduiding voor de absolute fout, die optreedt bij het meten van kleine verlengingen.
Hier onderscheiden ISO en ASTM zich duidelijk.

  • Terwijl de toleranties in de ISO betrekking hebben op de verlenging, wordt in de ASTM direct gerefereerd naar de rek.
  • Verder worden in de ISO de eisen voor kleine verlengingen duidelijk strenger gesteld als in de corresponderende klassen in de ASTM.
  • Zo ontstaan naargelang de gebruikte initiële meetlengte soms duidelijke verschillen in de definitie, in het bijzonder bij het meten van kleine verlengingen.

Speciale aandachtspunten voor het meten van de trekmodulus

  • Zoals in de tabel hierboven duidelijk wordt, liggen de eisen aan de nauwkeurigheid in de zone van de trekmodulus in de ISO Klasse 1 bij ±3 µm. Dit betekent dat tussen de metingen bij het begin en het einde van de modulus een afwijking tot 6 µm kan bestaan. Dit zou leiden tot een grote meetfout.
  • Om dit probleem op te lossen, werd in de ISO 527-1 een bijkomende eis gesteld voor de meting van de trekmodulus. Deze bijkomende eis legt vast dat de afstand tussen begin en einde van de modulusmeting met een nauwkeurigheid van 1% gemeten moet worden.

Trektest volgens ISO 527-1 / ASTM D638 met temperatuurkast -80°C tot +250°C

Tests op kunststoffen bij -80 °C tot +250 °C in de temperatuurkast

Tests op materiaal en onderdelen bij afwijkende temperatuur (in het bijzonder ISO 527-1, ASTM D638) op kunststof, rubber, elastomeren en vezelversterkte composieten met de makroXtens extensometer.

testXpert III - trektest op kunststoffen volgens ISO 527-1 (ASTM D638)

De testXpert III testsoftware vormt de ideale oplossing voor elke test. De software is het resultaat van nauwe samenwerking met gebruikers uit het materiaalonderzoek en bevat talloze functies die u in uw dagelijkse bezigheid ondersteunen. Zowel ISO 527-1/-2 als ASTM D638 definiëren testmethoden voor de trektest. De twee normen zijn technisch gelijkwaardig maar leveren geen volledig vergelijkbare resultaten omdat de samplevorm, de testsnelheid en de manier waarop de resultaten bepaald worden op enkele vlakken verschillen. Met testXpert III biedt ZwickRoell een voorbereid standaard testprogramma dat gegarandeerd voldoet aan de eisen van ISO 527-1 en ASTM D638. Alle instellingen voor het uitvoeren van tests volgens ISO 527 zijn vooraf ingesteld. Verder zijn in testXpert vele andere details beschikbaar.

De trektest vergeleken met andere testmethoden

De trektest vergeleken met andere testmethoden

Buigtest ISO 178, ASTM D790)
Kruiptest onder trekbelasting (ISO 899-1)
Impacttrektest (ISO 8256 , ASTM D1822)
Hogesnelheids trektest (ISO 18872)
Buigtest ISO 178, ASTM D790)

Buigtest ISO 178, ASTM D790)

  • De buigtest gebeurt bij gelijkaardige belastingssnelheden als de trektest en levert daarom gelijkaardige materiaaleigenschappen op.
  • En groot voordeel van de buigtest is de relatief makkelijke meting van kleine rekken. Daarom werd lang de voorkeur gegeven aan de buigtest voor het meten van de modulus.
  • Met de beschikbaarheid van zeer precieze en makkelijk te gebruiken extensometers treedt dit voordeel echter steeds meer op de achtergrond.
  • Door de werkwijze karakteriseert de buigtest vooral het materiaal dichtbij het oppervlak van het sample. Bij sterk georiënteerde materialen zijn de resultaten van de buigtest daarom sterk verschillend ten opzichte van de trektest.
  • De berekeningsmethoden uit de norm liggen aan de oorzaak van een toenemende meetfout naargelang het sample verder doorbuigt. Daarom is de buigtest, in tegenstelling tot de trektest, enkel bruikbaar voor kleine rekken.
Meer over buigtests volgens ISO 178
Kruiptest onder trekbelasting (ISO 899-1)

Kruiptest onder trekbelasting (ISO 899-1)

De kruiptest wordt uitgevoerd bij constante trekbelasting. De belastingssnelheid is praktisch nul. De rekverandering wordt weergegeven op de kruipcurve.

Meer over kruiptests volgens ISO 899-1
Impacttrektest (ISO 8256 , ASTM D1822)

Impacttrektest (ISO 8256 , ASTM D1822)

  • Deze test biedt een eenvoudige methode voor het bepalen van trekeigenschappen bij hoge belastingssnelheid met een kerfslaghamer.
  • Met een conventionele kerfslaghamer kunnen alleszins enkel energiewaarden bepaald worden, en de treksnelheid is normaal gezien begrensd tot ca. 3,8 m/s. Een geïnstrumenteerde kerfslaghamer maakt het mogelijk meer karakteristieke waarden te bepalen, zoals de maximale trekkracht.
Meer over impacttests
Hogesnelheids trektest (ISO 18872)

Hogesnelheids trektest (ISO 18872)

De hogesnelheid trektest kan uitgevoerd worden met een valtoren of met een hydraulische hogesnelheids trekbank. Daarbij worden treksnelheden tot 20 m/s bereikt. Verder kunnen directe rekmetingen gedaan worden op het sample, waardoor het mogelijk wordt een spanning-rek diagram te registreren. De hogesnelheid trektest levert waardevolle parameters voor crash-simulaties.

Meer over hogesnelheids trektests

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

Passende producten

Top