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材料試驗機選購須知

更新時間:2012-11-21      點擊次數(shù):1106

如今越來越多的塑料加工企業(yè)都在購買所謂的“”試驗機,利用它來進行拉伸、彎曲、壓縮和剪切試驗,以對材料進行性能評價、應(yīng)用開發(fā)研究以及質(zhì)量控制。發(fā)達的電子學(xué)改進了這些設(shè)備的性能,使之更加易于操作,價格也越來越低。

試驗機通過不同速度級別的調(diào)節(jié),對塑料材料樣條進行拉伸、彎曲、壓縮或牽引,這是塑料混配實驗室中普通的設(shè)備。在混配料的制備過程中,測試材料能夠判斷材料是否適用于某些特定的加工應(yīng)用或終端應(yīng)用。還可以用于產(chǎn)品的質(zhì)量控制,以確保產(chǎn)品質(zhì)量各個批次之間的一致性。

如今試驗機還越來越多的出現(xiàn)在塑料模塑和擠塑實驗室中。一方面是因為它們越來越多的參與到新產(chǎn)品和新工藝的開發(fā)過程。另外一方面是因為它們在原材料以及成品質(zhì)量控制上的性。在一些社會責(zé)任感很強的領(lǐng)域,如醫(yī)用器械或汽車行業(yè),需要塑料加工設(shè)備對他們的產(chǎn)品進行試驗,也需要發(fā)揮更大的作用。同時,內(nèi)部試驗可以提高工藝控制的質(zhì)量,減少廢料率,從而也實現(xiàn)了真正的收益。

不同的試驗

試驗機包括一個或多個垂直承載的立柱,立柱上安裝一個固定的水平基座,頂部還有一個可移動的水平十字頭(十字橫梁)。現(xiàn)在試驗機,立柱上通常還有滾珠絲杠用以固定可移動的十字頭。大小用框架的大承載水平和測量載荷/拉力的測力計來共同表征。測力計附在依靠電動馬達或液壓裝置驅(qū)動的可移動的十字頭上。帶夾具的系列測力計測量力的大小,可以通過數(shù)字顯示器或PC機顯示結(jié)果。很多具有可互換的測力計,因此可以與所測試的不同材料匹配。靜態(tài)試驗利用標(biāo)準(zhǔn)的電子試驗機來進行,通常加載速度范圍為0.001~20 in./min1in.=2.54cm。動態(tài)試驗或循環(huán)試驗如裂紋增長和疲勞試驗通常利用液壓伺服系統(tǒng)試驗機來進行,時間較長,載荷較低。

早期的試驗機具有類似的電子元器件和記錄儀?,F(xiàn)在已經(jīng)被數(shù)控設(shè)備和PC軟件代替。新的自動控制設(shè)備可以運行試驗,還能顯示數(shù)據(jù),有時甚至是邊運行邊記錄。以前的記錄儀,包括PC軟件之前的數(shù)字顯示時代,用戶得到的測試信息都是載荷/變形曲線,Y軸表示應(yīng)力,X軸表示形變。這些曲線還需要對其進行計算和解釋。的系統(tǒng)仍然能提供這些曲線,但是同時還能對數(shù)據(jù)進行計算,如屈服強度、破壞強度和模量等數(shù)據(jù)。

目前,利用試驗機所測試的常見的項目是拉伸強度和拉伸模量、彎曲強度和模量。按照ASTM D 638和ISO 527進行拉伸試驗時,樣條的兩端都有夾具夾緊,一個夾具是靜止的,另一個固定在十字頭上,背離固定夾具移動,牽引樣條直至樣條出現(xiàn)斷裂,斷裂時十字頭會自動停止。彎曲試驗時ASTM D790 、D6272以及ISO178,樣條被放在試驗機固定機床的兩個支座上。這個試驗中,十字頭移動的方向與拉伸試驗中移動方向相反,向一個沒有支撐的中心推動而不是牽引樣條,直至樣條彎曲甚至斷裂。因為多數(shù)熱塑性塑料材料不會在這個試驗中斷裂,所以不可能計算斷裂彎曲強度。因而,標(biāo)準(zhǔn)的試驗方法要求計算應(yīng)變?yōu)?%時的彎曲應(yīng)力。

壓縮試驗一般很少應(yīng)用試驗機,盡管這在ASTM D1621和 ISO 844標(biāo)準(zhǔn)中對剛性塑料泡沫而言是一項主要的試驗。試驗機還能用于任何形狀的注塑產(chǎn)品如瓶子的壓碎試驗,在一定高度將樣品摔碎或使其變形所需的應(yīng)力值即壓縮強度值。

據(jù)供應(yīng)商統(tǒng)計,對于塑料材料而言,剪切試驗更不多見。剪切強度值是將樣品放在沖床型的剪切裝置里測得的。沖擊速度為0.005in./min,直至樣品的可移動部分*將固定部分露出來。剪切強度值為應(yīng)力/剪切面積的值。這在薄膜材料和片材產(chǎn)品中很重要,因為這種類型的破壞容易出現(xiàn)在這類產(chǎn)品中,但是這并不是其他擠出和注塑產(chǎn)品設(shè)計時考慮多的因素。按照ASTM D732(沒有等同的 ISO 標(biāo)準(zhǔn))標(biāo)準(zhǔn)進行試驗時,常用的試樣是塑料片材或0.005~0.500in.厚的注塑碟片。

電子機械式試驗機

常用的電子試驗機的容量為100~135000 lb。尺寸越大,成本越高。一般來說,立式設(shè)備的體積更小也更易于操作,并且還能借助于樣品自身的重力,使棘手的樣品如薄膜也能同較重的注塑部件一樣易于操控。單立柱UTM試驗機的力程較低,價格也較低,結(jié)構(gòu)容量一般為1000 lb。門式的試驗機的結(jié)構(gòu)容量可達1000~135000 lb。測力計也以某一大的適用于試驗機結(jié)構(gòu)和樣品的力值為分類依據(jù)。例如,一個100 lb的測力計安裝在1000 lb的模框里,可以提供100 lb的試驗載荷。測力計的容量不應(yīng)超過樣品預(yù)測斷裂載荷太多,否則會影響試驗結(jié)果的性。
 

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