ASTM D638 plastikler üzerinde çekme özellikleri
ASTM D638 standardına göre yapılan çekme testi, termoplastiklerin ve sertleşebilir kalıplama malzemelerinin mekanik özelliklerini değerlendirmek için en yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biridir.
Ancak uygulamada, laboratuvarlar, operatörler ve test sistemleri arasında çekme mukavemeti, modül, gerilme ve uzama değerlerinde sıklıkla belirgin farklılıklar gözlemlenmektedir. Sebebi sadece test cihazında görülebilir. Numune hazırlama, numune ölçümü, ekstansometre seçimi, ortam koşullarında koşullandırma, çene seçimi ve test hızındaki farklılıklar, test sonuçlarını etkileyebilir.
ZwickRoell, uyumlu test sistemleri, akıllı yazılımlar, otomatikleştirilmiş iş akışları ve sektör lideri uzama ölçüm teknolojileriyle laboratuvarların test sonuçlarındaki sapmaları en aza indirgemelerine destek olur.
Sık karşılaşılan hata kaynakları Test uygulaması ve test aracı Kullanım alanları Sssİndirmeler Talep edin
ASTM D638: Kısaca en önemli bilgiler
- ASTM D638 standardı, çekme, uzama, çekme modülü, çekme mukavemeti, uzama noktası ve kopma noktasının ve isteğe bağlı olarak Poisson sayısının belirlenmesi amacıyla takviyeli ve takviyesiz plastikler üzerinde yapılan tek eksenli çekme testini tanımlar.
- Bu standart, kalınlığı 1 mm ile 14 mm arasında olan numuneler için geçerlidir. 1 mm'den ince filmler, elastomerler, uzun elyaflı kompozit malzemeler veya köpükler için diğer ASTM standartları daha uygun olur.
- Plastikler viskoelastik davranış sergilediğinden, test hızı ölçülen malzeme özelliklerini doğrudan etkiler.
- Uygun ekstansometrenin seçilmesi yoluyla yapılan hassas uzama ölçümü, güvenilir bir modül belirlemesi için hayati önem taşır.
- Ortam koşullarında gerçekleştirilen koşullandırma, neme duyarlı polimerlerde sonuçları önemli ölçüde etkileyebilir.
- Numune kesitinin otomatik olarak ölçülmesi ve test süreçleri, test sonuçlarının tekrarlanabilirliğini artırır ve operatörün etkisini azaltır.
- ZwickRoell, ASTM D638 standardına uygun test cihazları, çeneler, ekstansometreler, yazılım ve otomasyon dahil olmak üzere eksiksiz test çözümleri sunmaktadır.
ASTM D638 standardının uygulaması: Sık karşılaşılan hata kaynakları ve test sonuçlarına etkileri
Test, biçimsel olarak ASTM D638 standardına göre gerçekleştirilse de, laboratuvarlar, operatörler veya test sistemleri arasında sonuçlar önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Bu nedenle, sadece test sürecinin standartlara uygunluğu değil, her bir test adımının kontrollü bir şekilde uygulanması da belirleyicidir:
- Numune hazırlığı ve numune kalitesi:Test kalitesi, numune hazırlığıyla başlar. Sapmaların olası nedenleri arasında tutarsız kalıplama koşulları, döküm ağzı konumunun etkileri, iç gerilimler, mekanik işleme kaynaklı hasarlar, çentikler veya yüzey kusurları ile kalınlık sapmaları sayılabilir.
- Doğru numune tipinin seçimi:ASTM D638 standardı, farklı numune tiplerini tanımlamaktadır. Uygun olmayan bir tip kullanılırsa, kırılma dar paralel bölgede meydana gelmeyebilir veya uzama ölçümü güvenilir olmayabilir. Özellikle küçük bileşenler, yumuşak polimerler veya daha kalın levhalar söz konusu olduğunda, numune seçimi büyük önem taşır.
- Kesit ölçümü: Gerilime ilişkin tüm değerler, numunenin orijinal kesit alanı temel alınarak hesaplanır. Kalınlık veya genişlik ölçümlerindeki küçük hatalar, çekme mukavemeti, modül, akma sınırı ve gerilme ve uzama eğrileri dahil olmak üzere gerilime ilişkin tüm sonuçları doğrudan etkiler. Sadece 0,1 mm’lik bir kalınlık ölçüm hatası bile %2,5’lik bir hataya neden olabilir. Otomatikleştirilmiş veya doğrudan bağlı ölçüm cihazları, giriş hatalarını azaltır ve ölçüm verilerinin izlenebilirliğini artırır.
- Test hızı: Çoğu metalin aksine, plastikler viskoelastik davranışları nedeniyle gerilme hızına karşı oldukça duyarlıdır. Farklı test hızları, çekme modülünü, gerilme değerini, çekme mukavemetini ve kopma uzamasını etkileyebilir. Bu nedenle ASTM D638, malzeme ve uzama özelliklerine bağlı olarak farklı travers hızları belirlemektedir; bu hızlar tutarlı bir şekilde ayarlanmalı, belgelenmeli ve standartlara uygun olarak uygulanmalıdır.
- Ekstansometrenin seçimi: Uzama ölçümü, ASTM D638 standardına göre yapılan testlerde en kritik hususlardan biridir. Ekstansometrenin yanlış seçilmesi, modülün doğruluğunu, uzama oranını ve uzama ölçümünü önemli ölçüde etkileyebilir. Yumuşak polimerlerin, darbe direnci artırılmış malzemelerin, sert malzemelerin ve ince numunelerin test edilmesinde özel zorluklar ortaya çıkmaktadır. ASTM D638 standardına göre test düzeneğinde, uzama ölçümü için uygun teknolojinin seçimi genellikle en önemli tekil karardır.
- Çene seçimi ve numunelerin hizalanması:Yanlış sıkıştırma, kaymaya, sıkıştırma bölgesinde erken kırılmalara, eğme gerilimlerine, hizalama hatalarına ve çene hareketleri (kama tipi vb.) nedeniyle yanlış test hızlarına yol açabilir. Doğru germe sisteminin seçilmesi, kuvvetlerin numuneye eşit bir şekilde iletilmesini ve kırılmanın ölçüm uzunluğu içinde gerçekleşmesini sağlar.
- Tanımlanmış ortam koşullarında koşullandırma: Birçok polimer, sıcaklık ve hava neminden büyük ölçüde etkilenir. Örnek olarak poliamidler, PET, PBT, TPU ve biyo-bazlı polimerler verilebilir. Uygun olmayan bir koşullandırma, sertlik, mukavemet ve uzamada önemli sapmalara yol açabilir.
- Test sürecinde operatörün etkisi: Manuel süreçler, numune ölçümü, ekstansometrenin yerleştirilmesi, test düzeneği kurulumu, veri değerlendirmesi ve hatta veri aktarımında bile sapmayı artırır. Standartlaştırılmış süreçler ve özellikle otomasyon, test sonuçlarının güvenilirliğini artırır.
Tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için numuneler, ölçüm cihazları, test cihazı, çeneler, ekstansometre, yazılım ve test koşullarının birbiriyle uyumlu olması gerekir. ZwickRoell’in test çözümleri tam da bu noktada devreye girer.
ZwickRoell ile ASTM D638 standardına göre çekme testi gerçekleştirilmesi
Kritik test aşamaları ve önerilen ZwickRoell çözümleri:
Numune ölçümü Yük çerçevesi ve yük ölçme hücresi (load cell) Çeneler Test hızı Ekstansometre Koşullandırma ve ortam koşulları Otomasyon seçenekleri
ASTM D638 standardına göre test şu şekilde gerçekleştirilir:
ASTM D638 standardına göre yapılan çekme testinde, standart bir plastik numune tek eksenli olarak gerilme noktasına, tanımlanmış bir uzamaya veya kopmaya kadar gerilir.
- Testin öncesinde numune türü, genişliği ve kalınlığı belirlenir; çünkü gerilime ilişkin tüm karakteristik değerler başlangıç kesitine dayanmaktadır.
- Ardından numune, uygun çenelere sabitlenir ve merkezine hizalanır.
- Test sırasında test cihazı ve ekstansometre, kuvveti, traversin yer değiştirmesini ve numunenin uzamasını ölçer. Gerilme ve uzama eğrisinden çekme gerilimi, çekme modülü, gerilme gerilimi, gerilme uzaması, çekme mukavemeti, kopma uzaması ve isteğe bağlı olarak Poisson sayısı gibi karakteristik değerler hesaplanır.
- Malzemeye ve testin amacına bağlı olarak farklı test hızları, koşullandırma koşulları ve uzama ölçüm yöntemleri önem kazanır.
- testXpert ile test parametreleri, hız değişiklikleri, ölçüm verileri ve değerlendirmeler standart bir şekilde kontrol edilebilir ve belgelenebilir.
Numune ölçümü: Küçük ölçüm hataları, karakteristik değerleri doğrudan etkiler.
Hassas bir ölçüm, güvenilir çekme deneylerinin temelidir. Kalınlık ölçümünde 0,1 mm'lik bir hata %2,5'lik bir hataya neden olur!
ZwickRoell’in CMU 30 kesit ölçüm cihazı gibi otomatik ölçüm sistemleri, testXpert’e doğrudan veri aktarımı sayesinde operatör kaynaklı aktarım hatalarını azaltır, süreçleri hızlandırır, izlenebilirliği artırır ve tüm testlerin tutarlı girdi değerleriyle gerçekleştirilmesini sağlar.
Yük çerçevesinin ve kuvvet sensörünün seçimi
Bir test cihazını seçimi, yalnızca maksimum test kuvvetinin belirlenmesinden ibaret değildir. En uygun sistem, malzeme türüne, beklenen kuvvet aralığına, numune geometrisine, istenen otomasyon düzeyine ve ekstansometre konfigürasyonuna bağlıdır.
ZwickRoell’in modüler üniversal test cihazları, tek bir platform üzerinde çok çeşitli plastik uygulamalarına olanak tanır.
Ancak belirleyici olan sadece maksimum test kuvveti değil, aynı zamanda düşük kuvvet aralığındaki hassasiyettir. ASTM D638 standardı, ilgili ölçüm değerine göre ±%1'lik bir ölçüm doğruluğu gerektirmektedir. ZwickRoell test cihazları, bu hassasiyete ölçüm aralığının 1/1000’inden itibaren ulaşabilir. Bu sayede, birçok malzemenin modül değerleri ve çekme gerilmeleri, kuvvet sensörünün sık sık değiştirilmesine gerek kalmadan aynı test düzeneği ile hassas bir şekilde ölçülebilir.
Çene seçimi
Farklı malzemeler ve test yükleri, farklı sıkıştırma yöntemleri gerektirir. Buna örnek olarak pnömatik çeneler, vidalı çeneler ve kama tipi çeneler verilebilir. Amaç, her zaman numuneye zarar vermeden güvenilir bir şekilde gerdirmektir:
- Pnömatik çeneler: Pnömatik çeneler, bir tuşa basıldığında kapanır ve sıkma kuvvetinin hassas bir şekilde ayarlanmasını sağlar. Çok geniş bir uygulama alanını kapsarlar ve yumuşak ve sert polimerler için uygundurlar; travers hızının numuneye doğrudan aktarılmasını desteklerler ve yüksek tekrarlanabilirlik, günde çok sayıda test veya otomatik numune beslemesi gerektiğinde özellikle kullanışlıdırlar.
- Vidalı çeneler: Vidalı çeneler, vidalama hareketiyle manuel olarak kapatılır. Bu cihazlar, yarı sert ve sert plastikler için ve manuel müdahale oranı kabul edilebilir düzeyde olduğunda, tekrarlanabilirlik açısından yüksek gereklilikler içeren testler için uygundur.
- Kama tipi çeneler: Kama tipi çeneler, bir kol hareketiyle manuel olarak kapatılır ve sık yapılan testler için uygundur. Çekme testi sırasında gerilme kuvveti kama etkisiyle oluşturulduğundan, numunede uzama hızı değişebilir. Bu durum, sonuçların karşılaştırılması ve tekrarlanabilirlik gereklilikleri açısından dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, diğer laboratuvarların ölçüm değerleriyle tekrarlanabilirlik konusunda düşük gereklilikler içeren iç kalite güvence görevleri için özellikle uygundurlar.
- Gövde hareketli kama tipi çeneler: Gövde hareketli kama tipi çeneler, manuel veya pnömatik versiyonlarda mevcuttur ve numunenin güvenli bir şekilde sabitlenmesi ile kuvvetin istikrarlı bir şekilde uygulanmasının önemli olduğu, sert veya yüksek mukavemetli plastikler üzerinde yapılan çekme testleri için özellikle uygundur. Manuel uygulama, rutin testler için uygun fiyatlı, dayanıklı ve basit bir çözümdür. Pnömatik model, sık yapılan testlerde veya yüksek numune işleme kapasitesinde avantajlar sunar; çünkü operatörün etkisini azaltır ve daha homojen bir sıkıştırma kuvveti sağlar.
ASTM D638'de test hızının önemi
Plastiklerin mekanik tepkisi, gerilme hızına büyük ölçüde bağlıdır. Test hızı arttıkça, sertlik (modül) genellikle artar, mukavemet genellikle artar, uzama ise azalabilir. ASTM D638 standardı, malzemenin davranışına ve beklenen uzamaya bağlı olarak farklı test hızları belirler. Güvenilir karşılaştırmalar yapabilmek için test hızı ve hız değişiklikleri tutarlı bir şekilde uygulanmalı ve belgelenmelidir.
testXpert ile test hızları ve hız değişiklikleri test prosedürüne kaydedilir, otomatik olarak kontrol edilir ve belgelenir. Bu, kullanım hatalarını azaltır ve testlerin aynı parametrelere göre standartlara uygun şekilde gerçekleştirilmesini sağlar.
Ekstansometre seçimi
Uygun olmayan bir ekstensometre, modül değerlerini, uzama oranını ve kopma uzamasını yanlış gösterebilir. Bu risk, yumuşak polimerlerde, çok ince numunelerde, büyük uzamalarda veya temas kuvvetlerine duyarlı numunelerde artar. Bu nedenle, ekstansometre genellikle ASTM D638 standardına göre yapılan bir test düzeneğinde en önemli bileşendir.
- Manuel takılabilir ekstansometre / Clip-on ekstansometre Avantajları arasında maliyet verimliliği, yüksek hassasiyet ve birçok sert plastik için uygun olması sayılabilir. Sınırlamalar arasında manuel uygulama ve yumuşak malzemeler üzerinde olası bir etki yer almaktadır.
- Ekstansometre çatalları: makroXtens gibi sensör kollu ekstansometreler, tam otomatik çalışma ve numune kırılana kadar numune üzerinde kalabilme gibi avantajlar sunar. Enine uzama ölçümünün entegre edilmesi ve ısı kabinlerinin kullanılması mümkündür. Çok farklı malzemeler, örneğin kırılgan plastikler ve numune uzaması çok büyük olan elastomerler test ediliyorsa, alternatif olarak multiXtens kullanılabilir.
- videoXtens optik ekstansometre, ASTM D638 standardına uygun birçok uygulama için tercih edilen çözümdür. Avantajları arasında temassız ölçüm ve dolayısıyla numune üzerinde herhangi bir etki olmaması, numune işaretlemesine gerek olmaması, modül tayininde yüksek doğruluk ve büyük uzamalar için uygunluk, otomasyon için ideal koşullar ve 2D DIC seçeneği sayılabilir.
Düşük veya Yüksek Sıcaklıklarda ASTM D638 Çekme Testi
Standart, ASTM D618 Metot A'ya göre şartlandırma durumunda numunelerin ölçümüdür. Bununla birlikte, ASTM D638, farklı şartlandırma ve ölçüm koşullarına izin verir, böylece bu standardın özelliklerine göre düşük veya yüksek sıcaklıklarda testler de yapılabilir.
ZwickRoell ısı kabini ile -80 °C ile +360 °C arasındaki bir sıcaklık aralığı sağlanmaktadır. Tamamen entegre sistem, verimli, güvenilir ve kolay bir kullanım sağlar. Kapıdan kapıya çözümü ile, soğukta yapılan testler sırasında nitrojen tüketimi ve buzlanma önemli ölçüde azaltılır, böylece testler daha uygun maliyetli bir şekilde yapılabilir.
ASTM D638 için otomasyon seçenekleri
ASTM D638'e göre yapılan çekme testleri için, günde 10 numuneden itibaren bile otomatik bir çözüm avantajlı olabilir. ALEX test sistemimiz, basit “pick-and-place” görevlerini üstlenir ve test laboratuvarında maliyet etkin bir destek sağlar.
Yüksek test gereksinimleri olan laboratuvarlar için roboTest L robotlu test sistemimizi öneriyoruz. Büyük hacimli plastik testleri için kullandığımız bu temel cihazımız, 450 adet numuneyi alabilmektedir. ASTM D638 standardına göre numune kesit ölçümünü ve çekme testlerini bağımsız olarak gerçekleştirir. Testin ardından, ayrı atık toplama kıskaçları çenelerden numune kalıntılarını çıkarır.
Ancak diğer numune türleri veya farklı test yöntemleri de otomatik test sistemlerimiz için hiçbir sorun teşkil etmez. roboTest N ve roboTest R otomatik test sistemleri daha karmaşıktır ve ikinci veya üçüncü bir test cihazının yanı sıra, merkezleme istasyonu veya -80 °C ile +360 °C aralığında çalışan bir ısı kabini gibi ek cihazların bağlanmasına olanak tanır. Bu, sadece numune işleme kapasitesini artırmakla kalmaz, aynı zamanda çeşitli testleri paralel olarak gerçekleştirme imkânı da sunar – böylece hızlı ve güvenilir test sonuçları elde edersiniz.
roboTest Alex roboTest N roboTest L roboTest R Neden otomasyon?
ASTM-D638 testlerini otomatikleştirmek mi istiyorsunuz?
Yerel ZwickRoell uzmanınız, uygulamanıza uygun otomasyon düzeyini seçmenizde size destek olur.
Şimdi hiçbir yükümlülük altına girmeden danışmanlık alın
testXpert test yazılımı ile ASTM D638 testlerini güvenli ve verimli bir şekilde gerçekleştirin
testXpert test yazılımı, laboratuvarların ASTM D638 testlerini standart bir şekilde, izlenebilir bir şekilde ve operatör etkisini en aza indirerek gerçekleştirmelerine destek olur:
- Kaydedilmiş standart test prosedürü: ASTM D638 standardının karakteristik değerleri ve parametreleri, standart test talimatında belirtilmiştir. Bu, standartlara uygun uygulamayı kolaylaştırır ve manuel parametre ayarlamaya harcanan çabayı azaltır.
- Adım adım kılavuz: Kullanıcılar, test sürecinde adım adım yönlendirilir. Bu, hızlı bir işe alım sürecini destekler ve tek tek test adımlarının atlanma riskini azaltır.
- Kullanıcı yönetimi: Kullanıcı yönetimi sayesinde, kullanıcılar yalnızca kendileriyle ilgili görevleri ve işlevleri görebilir. Böylelikle kullanım konseptleri standartlaştırılabilir ve erişim hakları net bir şekilde kontrol edilebilir.
- Çevre birimlerinin bağlanması: Numune boyutları, ölçüm cihazlarından doğrudan testXpert’e aktarılabilir. Bu, zaman tasarrufu sağlar ve giriş hatalarını önler.
- Test parametrelerinin belgelenmesi: Test hızları, ölçüm verileri, sonuçlar ve test koşulları izlenebilir şekilde belgelenir.
- Test yöntemleri arasında karşılaştırılabilirlik: Laboratuvarda ilgili uygulamalar kullanılıyorsa, çekme, eğme, darbe veya akma testlerinden elde edilen test verileri merkezi olarak yönetilebilir ve değerlendirilebilir.
- Trend analizleri ve kalite izleme: Değerlendirmeler ve trend analizleri, kalite güvencesi ve seri testlerdeki sapmaların erken aşamada tespit edilmesini destekler.
testXpert test yazılımı hakkında daha fazla bilgi
ASTM D638 standardına ilişkin tipik uygulama alanları
ASTM D638, plastiklerin çekme özelliklerinin güvenilir bir şekilde belirlenmesinin, karşılaştırılmasının veya belgelenmesinin gerekli olduğu her yerde kullanılır:
- Malzeme geliştirme ve bileşik karşılaştırması: Farklı polimerler, dolgu maddeleri, katkı maddeleri veya formülasyonlar, çekme modülü, germe gerilimi, çekme mukavemeti ve kopma uzaması kriterlerine göre karşılaştırılabilir.
- Seri üretimde kalite güvencesi: ASTM D638 testleri, mekanik özelliklerin tutarlılığını izlemeye ve partiler, hammaddeler veya işleme koşulları arasındaki sapmaları erken aşamada tespit etmeye yardımcı olur.
- Mal giriş kontrolü: Teslim edilen granüller, yarı mamuller veya kalıplama hamurları, mekanik özellikleri açısından kontrol edilebilir.
- Parça üzerinden alınan numunelerin incelenmesi: Numuneler, parça bağlamında gerçek malzeme özelliklerini değerlendirmek amacıyla parçalardan veya kalıplı parçalardan alınabilir.
- Küçük malzeme miktarlarının incelenmesi: Örneğin prototipler, katmanlı imalatla üretilmiş parçalar veya hasar analizleri gibi durumlarda, eldeki malzeme miktarı az olduğunda, Tip V gibi daha küçük numuneler uygun olabilir.
- Yaşlanma ve hava koşullarına maruz kalma testleri: ASTM D638 standardı, yaşlanma, ısıya veya ortam maddelerine maruz kalma ve hava koşullarına maruz kalma sonrasında mekanik özelliklerdeki değişiklikleri değerlendirmek için uygundur.
- Malzeme onayı ve spesifikasyon kontrolü: Belirlenen karakteristik değerler, malzeme onayları, tedarik anlaşmaları ve teknik spesifikasyonlar için temel oluşturur.
- Global karşılaştırmalı testler: Uluslararası tedarik zincirlerine sahip şirketler, farklı müşteri spesifikasyonlarını karşılamak için sıklıkla ASTM D638 ve ISO 527, standartlarına uygun test olanaklarına ihtiyaç duyar.
ASTM D638 hakkında sık sorulan sorular
ASTM D638, takviyeli ve takviyesiz plastiklerin çekme özelliklerinin belirlenmesinde kullanılır. Bu standart, genellikle termoplastiklerden ve sertleşebilir kalıplama malzemelerinden üretilmiş, enjeksiyon kalıplama, presleme, ekstrüzyon ve talaşlı işleme yöntemleriyle hazırlanmış numunelere uygulanır.
Tipik malzemeler şunlardır:
- Polipropilen (PP)
- Polietilen (PE)
- Polikarbonat (PC)
- ABS
- Poliamid (PA / Naylon)
- PBT
- PET
- PVC
- PEEK
- PPS
- Kısa elyaf takviyeli plastikler
- Sertleştirilebilir kalıplama kütleleri
ASTM D638 standardı genel olarak numune kalınlığı yaklaşık 1 mm ile 14 mm arasında olan malzemelere uygulanabilir. 1 mm'den ince folyolar ve levhalar genellikle ASTM D882 standardına göre test edilirken, sürekli elyaf takviyeli kompozit malzemeler genellikle ASTM D3039 standardına göre test edilir.
ASTM D638 testi için kullanılan numune türüne göre sınıflandırılır:
- ASTM D638 Tip I - Kullanılan tercih edilen numune, 3,2 mm (1/8 inç) kalınlık ve 50 mm (2 inç) ölçüm uzunluğu ile bileşenlerde olağan malzeme kalınlıklarına nispeten yakın olan ve aynı zamanda aynı zamanda dambıl tip I'dir. Gerinim ölçümünün iyi bir doğruluğuna sahiptir.
- ASTM D638 Tip II - Numune olmadığı sürece Tip I, numunenin dar paralel kısmında bir kırılma oluşturmaz, ASTM D638, dar paralel kısmın genişliğinin önemli ölçüde azaltıldığı Tip II numuneyi önerir.
- ASTM D638 Tip III - 7 mm'den daha kalın malzeme kalınlıklarından test numuneleri mekanik işleme ile elde edilirse, test numunesi tip III kullanılır. Burada hem dar paralel bölümün genişliği hem de omuz genişliği ve toplam uzunluk büyütülür, böylece numune kalınlığı genişlikten daha az kalır. 14 mm üzerindeki sac kalınlıkları için kalınlık mekanik işlem ile ayarlanır.
- ASTM D638 Tip IV - Tip IV numune özellikle çok yumuşak polimerlerin (örneğin kauçuk) test edilmesi için uygundur ve yumuşak ve daha sert polimerler arasında bir karşılaştırma yapılması amaçlandığında kullanılır.
- ASTM D638 Tip V - Çok az malzeme varsa veya bir bileşenden çıkarılması daha büyük bir numuneye izin vermiyorsa, tip I ile karşılaştırıldığında tüm boyutları daha küçük olan numune tipi V kullanılır.
ASTM D638 standardına göre Tip V numuneler, yalnızca sınırlı miktarda malzeme mevcut olduğu veya değerlendirilecek parçadan daha büyük numuneler alınamadığı uygulamalar için tasarlanmıştır.
- Tipik uygulama alanları şunlardır:
- Malzeme geliştirme projeleri
- Prototip parçalar
- Katmanlı imalattan elde edilen numuneler
- Küçük kalıplı parçalar
- Hasar analizleri
- Hazır parçalardan elde edilen, talaşlı işlemeyle hazırlanmış numuneler
Tip V numuneler, standart Tip I numunelere kıyasla belirgin şekilde daha küçük bir kesit alanına ve daha kısa bir ölçüm uzunluğuna sahip oldukları için, doğru ve tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek amacıyla numunelerin hizalanmasına, sabitlenmesine ve uzama ölçümüne özellikle dikkat edilmelidir.
L0Çeneler arası mesafe
L Sıkma uzunluğu
l1 Dar paralel parçanın uzunluğu/iç çap
l2 Geniş, paralel parçalar arasındaki mesafe
l3 Toplam Uzunluk / Dış Çap
b2 Papyon numune genişliği
b1Ölçü uzunluğu aralığında numune genişliği
h Numune kalınlığı
| Norm | Numune - Tipi | Not | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L0 mm | L mm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM D638 | Tip I | Sert plastikler için öncelikli numune parçaları | ≥165 | 57±0,5 | 19+6,4 | 13±0,5 | 3,2±0,4 | 50±0,25 | 115±5 |
| ASTM D638 | Tip II | Tip 1’in dar kesitte kırılmaması tercih edilir | ≥183 | 57±0,5 | 19+6,4 | 6±0,5 | 3,2±0,4 | 50±0,25 | 135±5 |
| ASTM D638 | Tip III | 7 mm'den kalın numuneler için (sert ve yumuşak plastikler) | ≥246 | 57±0,5 | 29+6,4 | 19±0,5 | 7...14 | 50±0,25 | 115±5 |
| ASTM D638 | Tip IV | sert ve yumuşak plastiklerin karşılaştırılması için | ≥115 | 33±0,5 | 19+6,4 | 6±0,05 | 3,2±0,4 | 25±0,13 | 65±5 |
| ASTM D638 | Tip V | bileşenlerden küçük numuneler | ≥63,5 | 9,53 | 9,53+3,1 | 3,18±0,5 | 3,2±0,4 | 7,62 | 25,4±5 |
ASTM D638 standardına göre tutarlı ve karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için numunelerin uygun şekilde hazırlanması hayati önem taşır. Birçok polimer, nem içeriğine ve sıcaklığa karşı hassastır. Koşullandırmadaki farklılıklar, aşağıdaki özellikleri önemli ölçüde etkileyebilir:
- E-Modül
- Akma gerilimi
- Çekme mukavemeti
- Kopma uzaması
Bu, poliamid (PA), PET, PBT ve birçok biyo-bazlı polimer gibi higroskopik malzemeler için özellikle önemlidir.
ASTM D638, koşullandırma için standart laboratuvar koşullarına atıfta bulunur ve malzeme spesifikasyonunda istenmesi halinde, numunelerin testten önce koşullandırılmasını önerir. Laboratuvarlar arasında anlamlı karşılaştırmalar yapabilmek için her zaman aynı koşullandırma yöntemleri kullanılmalıdır.
ASTM D638'e göre yapılan birçok rutin uygulama için, bir yapıştırma sensörü yeterli doğruluk sağlar ve yaygın olarak kullanılan bir çözüm olmaya devam eder.
Klipsli ekstansometre özellikle şu uygulamalar için uygundur:
- Kalite kontrolündeki uygulamalar
- Sert termoplastikler
- Orta derecede esneme gösteren malzemeler
- Çekme mukavemeti ve modülün standart ölçümleri
Ancak, klipsli ekstansometreler manuel olarak takılmayı gerektirir ve bazen çok yumuşak, ince veya yüksek esneme özelliğine sahip numunelerin davranışını etkileyebilir. Maksimum tekrarlanabilirlik, yüksek verim veya zorlu malzemelerin test edilmesine ihtiyaç duyan laboratuvarlar için, sensör kollu veya optik ekstansometrelerle yapılan uzama ölçümü genellikle belirgin avantajlar sunar.
Gerekli test cihazı kapasitesi, öncelikle numunenin kesit alanına ve malzemenin beklenen çekme mukavemetine bağlıdır.
ASTM D638 standardına göre çoğu uygulama için şunlar geçerlidir:
- 1 kN ile 5 kN arasındaki sistemler, mukavemeti daha düşük malzemeler ve küçük numuneler için uygundur.
- 10 kN’lik sistemler, plastiklerin rutin testlerinde sıklıkla kullanılır.
- Yüksek mukavemetli malzemeler veya olağanüstü büyük kesitler için daha yüksek kapasiteler gerekebilir.
En önemli husus sadece maksimum kuvvet değil, aynı zamanda beklenen kuvvet aralığı boyunca yeterli ölçüm çözünürlüğü ve doğruluğu sağlayan bir test cihazı ve kuvvet sensörünün seçilmesidir. Uygun boyutlarda bir kuvvet sensörü, özellikle modül tayininde ve mukavemeti daha düşük malzemelerin test edilmesinde ölçüm kalitesini artırır.
ASTM D638 ve ISO 527, plastikler üzerinde çekme testleri için en yaygın olarak kullanılan standartlardır. ASTM D638, çekme özelliklerinin pragmatik bir şekilde karakterize edilmesini sağlarken, ISO 527’nin temel amacı, laboratuvarlar, şirketler ve ülke sınırları arasında test sonuçlarının yüksek düzeyde karşılaştırılabilirliğini sağlamaktır. Her ikisi de benzer mekanik özellikleri belirlemesine rağmen, test yöntemleri birbirinin yerine doğrudan kullanılamaz.
En önemli farklar şunlardır:
- Numune geometrileri ve ölçüm uzunlukları: ASTM D638 Tip I, , çünkü bu numune, yapı elemanlarındaki yaygın malzeme kalınlıklarına nispeten yakındır ve aynı zamanda uzama ölçümünde iyi bir doğruluk sağlar. ISO 527-2 standardına göre tercih edilen papyon numune, toplam uzunluğu 170 mm, kalınlığı 4 mm ve ölçüm uzunluğu 75 veya 50 mm olan Tip 1A’dır (enjeksiyon kalıplı). ASTM beş numune tipi tanımlarken, ISO yüksek derecede karşılaştırmalı hassasiyet elde etmek için numuneleri iki tiple sınırlandırır.
- Uzama ölçümüne ilişkin gereklilikler
- Test hızının tanımları
- Belirli sonuçların belirlenmesine ilişkin yöntemler
ASTM D638 çoğunlukla Kuzey Amerika'da kullanılırken, ISO 527 uluslararası alanda daha sık belirtilmektedir.
Bu farklılıklar, modül, germe gerilimi, çekme mukavemeti ve uzama gibi ölçülen değerleri etkileyebileceğinden, metodolojik farklılıklar tam olarak anlaşılmadıkça ve belgelenmedikçe, ASTM D638'e göre elde edilen sonuçlar ISO 527'ye göre elde edilen sonuçlarla doğrudan karşılaştırılmamalıdır.
Dünya çapında ürün tedarik eden şirketler için, hem ASTM D638 hem de ISO 527 standartlarına uygun test olanaklarını sunmak yaygın bir uygulamadır.
CFRP gibi uzun elyaf takviyeli plastikler, ASTM D3039 standardına göre çekme testi ile ölçülür. Bu malzemeler, laminatın veya kumaşın yönüne ve yapısına bağlı olarak çok farklı özellikler gösterebilir. Bu nedenle, genellikle özel numuneler ve test yöntemleri gerektirirler.
Kırılgan plastikler ve yapışma noktası göstermeyen plastikler söz konusu olduğunda, kopma uzaması doğrudan mekanik veya temassız bir ölçüm ekstansometresi kullanılarak ölçülür. Bir akma noktası gösteren termoplastikler için, nominal kopma uzaması, test cihazı çekme kelepçesinin hareketinden ölçülür.
Çekme mukavemeti, numunenin bir çekme testi sırasında ulaşabileceği en yüksek çekme gerilmesidir. Bu gerilme mukavemeti bir akma noktasında meydana gelebilir, bu durumda "akma noktasındaki gerilme mukavemeti" olarak adlandırılır. Çekme mukavemeti, numune kırılmadan kısa bir süre önce ortaya çıkarsa, buna "kopmada çekme mukavemeti" denir.
ASTM E132, oda sıcaklığında Poisson oranını ölçmek için uygun bir test yöntemi sunar. Bununla birlikte, güçlendirilmiş plastikler söz konusu olduğunda, Poisson oranı için sabit bir değer genellikle muhasebe amaçları için kullanılabilir, çünkü bu büyük ölçüde sabittir.
Numune şekillerine ek olarak, ASTM D638 ayrıca numune boyutlarının hangi doğrulukla ölçülmesi gerektiğini de açıklar.
- Plastik numunelerin genişliği bir kumpas ölçer, bir mikrometre vidası veya bir kesit ölçüm cihazı kullanılarak belirlenebilir
- Plastik numunelerin kalınlığı bir mikrometre vidası veya bir kesit ölçüm cihazı kullanılarak ölçülür
- Ölçüm kuvveti 5 ila 15 N arasındadır, ölçüm yüzeyleri dairesel ve düzdür, genellikle 6,35 mm (6,5 mm) çapındadır. Diğer temas elemanları mümkündür
- Ölçüm, numunenin merkezinde ve ölçüm uzunluğu içinde gerçekleştirilir. Enjeksiyon kalıplı test numuneleri, ölçüm uzunluğunun merkezinin 5 mm içinde ölçülür
- Kalınlık ölçümünde 0,1 mm'lik bir hata %2,5'lik bir hataya neden olur!
ASTM D638 standardına göre ölçülecek büyüklükler, traversin hareket mesafesi, yani kelepçe aralığındaki değişim ve doğrudan ölçülen numune uzamasıdır. Travers yolunu ölçmek için ASTM D638'deki ilgili ölçülen değere dayalı olarak ± %10'luk bir doğruluk gereklidir. Travers yolu, özellikle kopmadaki nominal uzamayı belirlemek için kullanılır, böylece ölçülecek yollar genellikle nispeten büyüktür.
Gerilme modülü, doğrudan ölçüm ekstansometreleri ile belirlenir. Uzamanın belirlenmesinde izin verilen hata 0,0002 [mm / mm]'dir. Bu, %0,02'lik bir uzama hatasına veya - 50 mm'lik bir ölçüm uzunluğu ile - 0,01 mm'lik bir izin verilen geçit hatasına karşılık gelir.
Akma noktalarının ve yaklaşık %20'ye varan düşük uzamaların ölçümü için ASTM D638, ASTM E83 kalibrasyon standardına göre C sınıfına uygunluk gerektirir. %10'a kadar uzamalar için bu, %0,1 uzamaya karşılık gelen 0,001 [mm/mm] uzama tespitinde sabit, izin verilen maksimum hata değeri anlamına gelir. Daha büyük uzamaların ölçümü için bağıl hata, ilgili ölçülen değerin ± %1 'ini geçmemelidir.
%20'den büyük gerinimlerin ölçümü için ASTM D638, nispeten basit ekstansometrelerle kolayca elde edilebilen ± %20'lik bir bağıl ölçüm hatasına izin verir.
ASTM D638 ile ilgili indirmeler
- Sektörel broşür: Plastik ve kauçuk PDF 9 MB
- Ürün bilgileri: CMU 30 ve CMU 80 PDF 718 KB
- Ürün bilgileri: Fmax 5 kN’e kadar zwickiLine PDF 820 KB
- Ürün bilgileri: ProLine, Fmax 5-100 kN PDF 1 MB
- Ürün bilgileri: AllroundLine, Fmax 5-100 kN PDF 1 MB
- Ürün bilgileri: Pnömatik çeneler, Fmax 10 kN / 20 kN PDF 2 MB
- Ürün bilgileri: Vida çeneler, Fmax 5 kN / 10 kN PDF 485 KB
- Ürün bilgileri: Kama çeneler, Fmax 10 kN / 20 kN PDF 713 KB
- Ürün bilgileri: ''Gövde ve Kama'' kama çene, Fmax 10 kN PDF 690 KB
- Ürün bilgileri: digiClip PDF 590 KB
- Ürün bilgileri: Clip-on ekstansometre PDF 525 KB
- makroXtens ekstansometre ile ilgili ürün bilgisi PDF 637 KB
- Ürün bilgileri: videoXtens 2-150 HP PDF 1 MB
