ASTM E345 in DIN 50154 – Natezni preskus kovinskih folij

Standard DIN 50154 je bil prvotno razvit za aluminijaste folije, ki se uporabljajo v embalažni industriji. To področje ostaja ključni poudarek še danes, saj embalažne folije zahtevajo dosledno kakovost, visoko duktilnost in mehansko stabilnost.
Vendar se standard zdaj uporablja v kombinaciji z ASTM E345 v bistveno širših aplikacijah – za vse tehnične kovinske folije, od aluminija in bakra do titana in litijeve kovine. Zaradi tega so natezni preskusi v skladu s temi standardi pomembni ne le za tradicionalne aplikacije, temveč tudi za ključne tehnologije v elektromobilnosti in vodiku:

• Embalažna industrija: Aluminijaste folije za embalažo za živila in farmacevtske izdelke
• Raziskave in proizvodnja baterij: Litij-ionske baterije uporabljajo izjemno tanke kovinske folije – bakrene folije na anodni strani (približno 4,5–12 µm) in aluminijaste folije na katodni strani (približno 8–20 µm). Te služijo kot zbiralniki toka in nosilni material za aktivne plasti v litij-ionskih baterijah. Natezni preskus zagotavlja, da materiali prenesejo obremenitve proizvodnega procesa in življenjsko dobo baterije. Prevlečene elektrode je mogoče preskusiti tudi glede skladnosti s standardi.
  Več informacij o preskušanju baterij
• Vodikova in zelena energetska tehnologija: Titanove folije v bipolarnih ploščah za gorivne celice – natezna trdnost je ključni dejavnik, ki določa življenjsko dobo utrujanja in varnost teh komponent.
  Več o preskušanju gorivnih celic
• Preskušanje avtomobilov: Preskušanje reber v avtomobilskih radiatorjih, kjer morajo tanke folije in trakovi zanesljivo prenesti mehanske obremenitve.

Na evropski ravni trenutno poteka delo za nadaljnji razvoj standardizacije (CEN, EN), da bi se preskusne metode v prihodnosti bolje prilagodile novim materialom in aplikacijam. Z aktivnim sodelovanjem pri razvoju standardov, zlasti za preskušanje baterijskih materialov in gorivnih celic, ZwickRoell zagotavlja, da bodo njegove rešitve za preskušanje tudi v prihodnje izpolnjevale vse zahteve.

Tanke kovinske folije so občutljive in predstavljajo večje zahteve za preskusno opremo. To se začne z obdelavo vzorcev, prek vpenjanja in preskušanja vzorcev:

• Preskusni stroj: Zaradi nizkih preskusnih sil, ki nastanejo pri preskušanju folij, je univerzalni preskusni stroj zwickiLine z enojnim stebrom in preskusnimi obremenitvami do 1 kN idealen. Zaradi zelo natančnega umerjanja naših silomerov se lahko obstoječi preskusni stroji z večjimi nosilnimi nosilnostmi uporabljajo tudi v celoti v skladu s standardi ISO 7500-1 or ASTM E4 (razred 1 ali boljši).
• Priprava vzorca: Tanke kovinske folije so izjemno občutljive na pregibe, zareze in vdolbine. Za čisto in brez zarez obdelavo vzorcev ZwickRoell med drugim priporoča uporabo rezalnika za folijske trakove, ki zagotavlja optimalno in obnovljivo kakovost rezanja ter dimenzije vzorcev že z enim samim rezom.
• Ravnanje z vzorcem in njegovo vstavljanje: Da bi čim bolj zmanjšali vpliv upravljavca in poškodbe vzorca ter zagotovili navpično poravnavo, orodje za enostavno vstavljanje pomaga uporabniku pri natančnem in brezskrbnem vstavljanju vzorca, zlasti pri vzorcih debeline manj kot 0,1 mm. Poravnalna plošča zagotavlja pravilno pozicioniranje, preden se vzorec vstavi v držalo s pomočjo vodila.
• Vpenjanje vzorca in prenos sile: Varno vpenjanje brez poškodb in zdrsa občutljivih folij je mogoče na primer s pnevmatskimi čeljustmi in gumiranim vložkom ročaja, ki zagotavljajo konstanten zapiralni tlak. Poleg tega ponujamo široko paleto vložkov in čeljusti za popolno nastavitev stroja za vsako uporabo.
  Samodejno krmiljenje ničelne sile prek programske opreme testXpert dodatno ščiti vzorec pred neželeno prednapetostjo med vpenjanjem. Zdrs ali plastična deformacija vzorca v čeljustih bi povzročila napačne vrednosti merjene deformacije pri porušitvi.
• Merjenje deformacije Če je treba poleg natezne trdnosti R_m in deformacije pri porušitvi A₅₀ ali A₁₀₀ določiti tudi odmik popuščanja R_p0,2, je potrebna meritev napetosti z ekstenziometrom. Za visoko natančne rezultate in zahtevne meritve modula elastičnosti priporočamo Video ekstenziometer videoXtens biax, ki deluje brezstično in ne zahteva označevanja vzorca. Poleg prihranka časa zaradi odprave označevanja vzorca ponujajo brezkontaktni ekstenziometri očitne prednosti pred nasadnim/z dolgo roko ekstenziometrom, saj so izključene morebitne poškodbe tankega vzorca zaradi rezila noža in vpliv sile vlečenja rezila noža na rezultate preskusa.
• Izvajanje preskusa: Standarda ASTM E345 in DIN 50154 sta izpeljana iz standardizacije za natezne preskuse kovin po standardih ASTM E8 in ISO 6892-1 ter prilagojena za preskušanje tankih folij, tako da se na ta standarda v veliki meri sklicuje glede izvedbe preskusa, parametrov preskusa in karakterističnih vrednosti.
• Zajem in vrednotenje podatkov: Programska oprema za preskušanje testXpert vodi uporabnika skozi celotno zaporedje preskusov v skladu s standardi. Standardni preskusni programi že vsebujejo ustrezne standardne specifikacije ASTM E345 in DIN 50154. Poleg tega integracija ekstenziometra videoXtens omogoča 2D-DIC analizo: Nastavite lahko virtualne dolžine merilnikov, preverite kakovost poravnave in kvantificirajte nehomogenosti – brez dodatne strojne opreme.