Dinamik ve mekanik analiz (DMA, DMTA)
Dinamik ve mekanik analiz (DMA) , malzemelerin viskoelastik özelliklerini belirli bir frekans ve sıcaklık aralığında karakterize eder ve bu sayede polimer malzemelerin davranışına ilişkin güçlü ve anlamlı veriler sunar. Ölçüm sırasında, bir numune ya da bileşen; yer değiştirme veya kuvvet kontrolü altında, serbest ya da zorlanmış sinüzoidal bir titreşim genliğine maruz bırakılır.
Karakteristik değerler Test çözümleri Video Otomasyon Standartlar İndirmeler
Dinamik mekanik analiz (DMA) ile neler belirlenir?
Kuvvet ve deformasyon ölçümlerinin zaman içindeki seyri temel alınarak aşağıdaki temel malzeme özellikleri belirlenir:
- Elastik davranışı tanımlayan depolama modülü
- Viskoz davranışını gösteren kayıp modül
- Kayıp faktör tan δ, bir malzemenin elastik ve viskoz davranışlarının oranını gösterir.
- Karma modül, viskoelastik davranışı karma sayı düzleminde bir vektör olarak tanımlar
Malzemelerin dinamik mekanik analizini gerçekleştirmek için hangi test sistemleri uygundur?
Ölçüm, genellikle düşük deformasyon seviyelerinde gerçekleştirilen kısa süreli bir testtir. Bu doğrultuda, standart numuneler üzerinde gerçekleştirilen malzeme karakterizasyonu ölçümlerinde ortaya çıkan kuvvetler düşüktür.
Daha büyük bileşenler ve amortisörler, lastikler, kayışlar veya motor takozları gibi komple parçalar üzerinde yapılan ölçümlerde ise daha yüksek kuvvetler ortaya çıkar.
Uygun yükleme türünün seçilmesiyle hem normal gerilme yüklemeleri hem de kayma gerilmeleri uygulanabilir. Tipik yükleme türleri şunlardır:
- Basma yüklemesi
- Çekme yüklemesi
- Eğme yüklemesi
- Kesme yüklemesi
- Burulma yüklemesi
titreşim, ya sabit bir ön yükle ya da değişken yük olarak gerçekleştirilebilir.
Bileşenlerin ve parçaların dinamik-mekanik analizi için, ZwickRoell LTM test cihazı gibi servo hidrolik ve elektrodinamik test sistemleri özellikle uygundur. Hareket ölçüm sisteminin yüksek hassasiyeti, gövdenin olağanüstü rijitliği ve yağsız tahrik sistemi sayesinde, bu cihaz DMA testleri için idealdir. Sessiz çalışması sayesinde LTM, özellikle laboratuvar ortamında kullanım için idealdir. Yer tasarrufu sağlayan tasarım ve tC II elektronik sisteminin esnek konumlandırılması, hassas test düzeneği için uzaktan kumanda ile birleşerek genel konsepti tamamlamaktadır.
Standartlarda öngörülen 0,01 ila 100 Hz arasındaki test frekansları, LTM'nin performans aralığına tam olarak uymaktadır. Geniş bir test ekipmanı yelpazesi, maksimum esneklik sağlar: basma plakalarından, serbest veya sabit test numuneleri için eğme ekipmanlarına; kesme yüklemesi aparatlarından, numunelerin güvenli ve sağlam şekilde sabitlenmesini sağlayan çenelere kadar uzanır. Bu sayede farklı test gereksinimleri güvenilir ve verimli bir şekilde karşılanabilir.
Dinamik, mekanik ve termal analiz DMTA)
Ölçümün geniş bir sıcaklık aralığında tekrarlanması (DMTA) sayesinde cam geçiş sıcaklığı gibi ek malzeme değerleri belirlenebilir ve sertleşebilen plastikler ile elastomerlerin çapraz bağlanma derecesi hakkında çıkarımlar yapılabilir.
Bazı standartlarda test sırasında değişken sıcaklık uygulanması gerekmektedir. ZwickRoell, bu testler için her uygulamaya uygun, tam çözüm garantisi veren farklı ısı kabinleri sunmaktadır.
DMA ölçümleri ve kauçuk/elastomerlerin dinamik özelliklerinin belirlenmesi için tam otomatik test sistemi
Dinamik-mekanik analizler, polimerlerin viskoelastik özelliklerini, kauçuğun dinamik davranışını ve dolgu maddelerinin etkisi ile kauçuğun çapraz bağlanma derecesi gibi özellikleri ortaya koyar. Ölçümler hızlı ve kolay bir şekilde gerçekleştirilebildiğinden, kalite güvence süreçleri için son derece uygundur.
Yüksek kaliteli elastomer bileşenlerin üretiminde birçok detay büyük önem taşır. Ürün geliştirme sürecinde bileşik formülü belirlenmiş olsa da, dolgu maddeleri ile katkı maddelerinin dağılımı ve vulkanizasyon sürecindeki ağ oluşumunu etkileyen tüm parametreler belirleyici bir rol oynar.
Belirli bir frekans ve sıcaklıkta dinamik özelliklerin ölçülmesi, bu konuda netlik sağlar ve ürünlerin kalitesinin sabit kalmasını garanti eder. Üretim sürecini kesintisiz şekilde izleyebilmek için test sistemi, numunelerin otomatik beslemesini sağlayacak şekilde tasarlanmıştır; bu sayede hem eşit ön ısıtma hem de sürekli test süreci mümkün hale gelmektedir.
LTM Elektrodinamik test cihazı roboTest N hafif yapılı robot ile birlikte, zorlu malzeme ve bileşen testleri için uygundur. Bu cihaz özellikle kauçuk analizleri için uygundur ve araştırma, geliştirme ile kalite güvence süreçleri için güçlü bir çözümdür. LTM, elektromanyetik lineer tahrik sistemi üzerine kuruludur ve hem dinamik hem de statik testler için tasarlanmıştır. Tipik uygulamalar arasında yorulma ve dayanıklılık testleri yer alır.
Kauçuk ve elastomerler, yükleme altında zamana bağlı deformasyonlar gösterir. testXpert R yazılımı ile birlikte LTM 1, frekans ve sıcaklık taramaları gibi yöntemlerle bu özelliklerin hassas bir şekilde analiz edilmesini sağlar. Bu süreçte depolama ve kayıp modülü, kayıp faktörü (tan δ) ve dinamik sertlikler gibi parametreler belirlenir.
roboTest N ile otomasyon
Yüksek verimli laboratuvarlar için LTM, isteğe bağlı olarak hafif yapı robotu roboTest N ile otomatikleştirilebilir. Sistem, numune besleme, konumlandırma ve sıkıştırma işlemlerini gerçekleştirir ve çekme, basma ve eğme testleri için uygundur. Kesit ölçümü veya kimlik taraması gibi ek istasyonlar da dahil olmak üzere, 200 adede kadar numune otomatik olarak test edilebilir.
testXpert ile sezgisel yapılandırma
Entegre edici sekanslayıcıya sahip testXpert yazılımı, karmaşık test prosedürlerinin sezgisel bir şekilde yapılandırılmasına olanak tanır. Rampa, sinüs veya kare dalga profilleri gibi standart fonksiyonların yanı sıra otomatik sıcaklık ve frekans değişimleri de desteklenmektedir. Kontrol; kuvvet, uzama veya konum bazlı olarak gerçekleştirilir ve uç değer (maksimum değer) kontrolü ile desteklenir. Tüm test parametreleri ve sonuçları, manipülasyona karşı korumalı bir veritabanında saklanır ve ayrıca dışa aktarılabilir.
Dinamik ve mekanik analiz standartları
ISO ve ASTM standart serilerinde plastikler, kompozitler, kauçuk ve elastomerler için zorlanmış titreşimli çeşitli test yöntemleri bulunmaktadır.
| Malzeme | Norm | Açıklama |
|---|---|---|
| Plastik maddeler | ISO 6721-1 | Katı plastiklerin viskoelastik davranışının ölçülmesine ilişkin temel bilgiler ve genel prensipler |
| Plastik maddeler | ISO 6721-4 | Dinamik ve mekanik özelliklerin belirlenmesi – çekme titreşimi |
| Plastik maddeler | ISO 6721-5 | Dinamik ve mekanik özelliklerin belirlenmesi – eğme titreşimi |
| Plastik maddeler | ISO 6721-6 | Dinamik ve mekanik özelliklerin belirlenmesi – kesme titreşimi |
| Plastik maddeler | ISO 6721-11 | Dinamik mekanik özelliklerin belirlenmesi - cam geçiş sıcaklığı |
| Plastik maddeler | ISO 6721-12 | Dinamik ve mekanik özelliklerin belirlenmesi – kesme titreşimi |
| Plastik maddeler | ASTM D5023 | 0,01 … 100 Hz frekans aralığında, rezonanssız cihazlar kullanılarak 3 noktalı eğme testi ile plastiklerin dinamik-mekanik davranışlarının belirlenmesi testi |
| Plastik maddeler | ASTM D5024 | Plastiklerin dinamik ve mekanik davranışını belirlemeye yönelik bir test olan bu testte, sert plakalar arasına yerleştirilen yuvarlak numuneler elastik aralıkta çevrimsel olarak yüklenir ve sıcaklık kontrollü bir şekilde artırılır. |
| Plastik maddeler | ASTM D5026 | Plastiklerin dinamik ve mekanik davranışını belirlemeye yönelik bir test olan bu testte, düz numuneler sıkıştırma aparatları arasında gerilir ve sıcaklık kontrollü bir şekilde artırılır. |
| Plastik maddeler | ASTM D5418 | Plastiklerin dinamik ve mekanik davranışını belirlemeye yönelik bir eğme testi olan bu testte, tek taraflı ankastre bir eğme kirişi, malzemenin elastik bölgesinde 0,01–100 Hz frekans aralığında çevrimsel olarak yüklenir; bu sırada sıcaklık sabit tutulur veya kontrollü şekilde değiştirilir. |
| Kompozitler | ASTM D7028 | Polimer matrisli kompozitlerin dinamik ve mekanik davranışını belirlemeye yönelik bir eğme testi olan bu testte, prizmatik numuneler 1 Hz frekansta ve sabit uzama genliğinde, lineer viskoelastik bölgede; 3 noktalı eğme veya sabitlenmiş bir eğme aparatında çevrimsel olarak test edilir ve sıcaklık oda sıcaklığından başlayarak kontrollü şekilde artırılır. |
| Kauçuk | ISO 4664-1 | Vulkanize veya termoplastik kauçuğun dinamik özelliklerinin belirlenmesi |
| Kauçuk | ISO 4664-3 | Dinamik özelliklerin belirlenmesi - Cam geçiş sıcaklığı |
| Kauçuk ve elastomerler | ASTM D5992 | Kauçuk ve elastomerlerin dinamik-mekanik davranışını belirlemeye yönelik olan bu testte, numuneler −70 °C ile +200 °C arasındaki ortam sıcaklıklarında, dinamik, serbest veya zorlanmış rezonans uyarımı altında kesme, basma, çekme, eğme veya burulma yüklemelerine maruz bırakılır. |
