ISO 178 | 塑料的3點彎曲測試
符合ISO 178 標準的3點彎曲測試用於測定熱固性和熱塑性彎曲特性。 透過該測試所獲得的最常見結果為彎曲模量，係從應力-應變曲線的初始斜率、彎曲強度和試樣破壞時的彎曲應變計算而得。 易延展塑料的彎曲應力通常在界定的偏移下測定。
根據ISO 178 標準的3點彎曲測試的測試裝置由兩個平行壓頭或支撐件，以及一個設置在中央的加載邊綠（又稱為上壓頭）組成，標準試樣在兩者之間於小彎曲角度範圍內變形。 測量彎曲力和偏移以測定試樣的纖維極端應力與應變，並根據此應力及應變以單點數據的形式計算個別測試結果。
其他用來計算塑料彎曲特性表徵的方法說明規範在ASTM D790標準中。
根據 ISO 178 標準的3點彎曲測試目的與特徵
ISO 178 和 ASTM D790 中規定的3 點彎曲測試描述了剛性和半剛性塑料的典型標準化表徵方法。 使用這些測試測定的彎曲特性對設計者、工程師和製造商都非常重要，並確保所使用的塑膠材料符合其預定用途要求。
典型的測試結果包括：
- 彎曲模量和彎曲強度：彎曲模量是材料剛性的量度，顯示材料抵抗彎曲負荷的能力。彎曲強度提供有關材料斷裂前可承受的最大彎曲負載資訊。
- 3.5 % 伸長率下的應力
- 降伏點和試片斷裂處的應力和伸長率
根據 ISO 178 標準進行3點彎曲測試
- 在符合ISO 178標準的3點彎曲測試中，將條狀塑膠試樣放置於兩個支撐件之間，
- 接著在兩個支撐件的中間位置對試樣頂部施加垂直力。
- 測量施加的力和試樣的變形，以測定彎曲模量和彎曲強度。 彎曲應變係以makroXtens延伸計測量。
- 偏移測量是根據測試實驗室的特定目標進行的。 視測試目標和複雜程度的不同，ISO 178 規定了各種類型的偏移測量：
| 測試類型 | I | II | III | IV |
|---|---|---|---|---|
| 須達到的測試 目標 | 僅應力／應變 | 應力／強度／伸長率大於 1% | 應力／強度／伸長率／可重複且精確的模組值 | 應力／強度／伸長率／正確且精確故更準確的模量值 |
| 偏移測量的 類型 | 不需要測量 | 透過橫樑行程 | 透過橫樑行程和柔量修正 | 透過偏移測量裝置進行直接測量 |
- 在最簡便的情況（類型 I）下，只需要測定最大的力或應力，不需要做偏移測量。
- 如果僅要測定導致外層纖維應變大於 1% 的偏移值（類型 II），即彎曲降伏強度為 3.5%，則透過試驗機的橫樑行程監測器進行簡單測量便足夠。
- 標準中定義的類型 III 描述了具有彎曲模數測量的品質保證或研發任務的情況，僅用於內部比較或公差監測目的，因此重要的不是測量的正確性，而是良好的可重複性。 在這種情況下，為了簡化測試裝置，可使用試驗機的橫樑行程監測器和柔量修正。
- 如果測試目標是依據類型 IV 獲得準確、正確的測試結果，並且可與其他測試實驗室的數據也具有可比性，則必須使用符合 ISO 9513 且準確度等級 Class 1 的直接偏移測量。
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- 所有ISO 178 定義的特徵值和設定皆已納入標準測試程式，保證符合標準。 testXpert 測試軟體逐步引導使用者完成測試。
- 使用者只會看到他們必須完成的步驟，這些都是由用戶管理功能所建立。
- 符合 ISO 178 的試樣尺寸透過連接千分尺和數位卡尺直接傳送至測試軟體，不僅節省時間，還能避免錯誤。
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- 測試任務透過標準化介面從您的ERP或QS系統快速無誤地讀入，並在完成測試後傳回結果。 這項機制除了能在傳輸過程中節省時間外，還能避免錯誤。
- 透過testXpert Analytics集中存取所有測試數據，並對得自不同測試系列的特徵值進行評估。 除了 ISO 178 之外： 拉伸模量、彎曲模量、拉伸強度、缺口衝擊強度、流動速率和其他特徵值皆可輕鬆重現和評估。
- 在我們趨勢分析功能的支援下，您將能使用簡單的長期評估選項來識別長期偏差。
符合 ISO 178 標準配備測距儀的3點彎曲測試套件：
- 透過 ZwickRoell 彎曲測試套件，可在最高達 20 kN 的負載下進行測試。 最大偏移為36 mm。
- 使用測距儀設定壓頭跨距和對中擋塊時，彎曲測試套件可在進行 ISO 178 和ASTM D790測試時，依相關標準進行設定。
- 按照適用於3點彎曲測試的ISO 178 ，壓頭和模具半徑為 5mm、壓頭寬度為 40mm 時，壓頭的間距為 64ｍｍ。
- 砧座可彼此以及與支撐軸之間以精確的距離對準，並與模具一起對中。
- 彎曲測試套件的對中擋塊可根據12.7 mm（ASTM D790）和 10 mm 的試樣寬度 (ISO 178)，用測距儀輕鬆調整和定位。
ISO 178 – ZwickRoell 針對偏移測量的解決方案
符合 ISO 178 的3點彎曲測試其結果顯示了材料的性能，特別是靠近試樣表面的部分。 測得的偏移大約為拉伸測試中伸長量的四倍。
- 在考量測試類型III的偏移測量要求後，ZwickRoell 試驗機會透過testXpert 測試軟體補償負載機架、荷重元和彎曲測試工具的變形。 這項機制能確保透過試驗機的橫樑行程監測器進行足夠精確度的測量， 如此一來，機器的操作會變得簡易方便，特別是在品管過程中。
- 若測試需具備高度的可再現性，如 ISO 178 中的 IV 型測試 情況，我們則建議使用一個延伸計，其能夠在試樣下方實現無負載偏移量測以協助完成。ZwickRoell 提供可用於彎曲測試的感測臂，這些感測臂可搭配 makroXtens 或 multiXtens 自動延伸計一起使用，以取代傳統的拉伸感測器臂。
適用於 ISO 178 標準的3點彎曲測試負載機架
進行符合 ISO 178 標準的3點彎曲測試時，可使用我們的萬用試驗機zwickiLine、ProLine 和 AllroundLine。
符合 ISO 178 標準的自動化3點彎曲測試
尤其在需要處理大量試樣的情況下，這類測試往往會佔用大量人力資源。有了塑膠自動化測試的測試系統，合格的實驗室人員不再需要做這些例行任務，使這些人員可承擔更為複雜的任務，例如解讀和評估試結果、評估新材料或參與其他研究活動。
我們的自動化測試系統roboTest N、roboTest L和roboTest R都是ISO 178標準3點彎曲測試自動化作業的理想選擇。
