Was ist ASTM D790?
ASTM D790 ist die „Standardprüfmethode für Biegeeigenschaften von unverstärkten und verstärkten Kunststoffen und elektrischen Isoliermaterialien”. Im Gegensatz zu einer Zugprüfung, bei der ein Material auseinandergezogen wird, verwendet ASTM D790 ein Dreipunkt-Belastsystem, bei dem eine Biegekraft auf die Mitte einer an zwei Punkten abgestützten Probe ausgeübt wird.
Diese Methode wurde speziell für starre und halbstarre Materialien entwickelt, die innerhalb einer Dehnungsgrenze von 5 % nicht versagen (brechen).
Obwohl sie oft mit ISO 178 verglichen wird, ist ASTM D790 die primäre Referenz für den nordamerikanischen Markt und unterscheidet sich geringfügig in Bezug auf die Abmessungen der Proben, die Anforderungen an die Stützweite und die Prüfgeschwindigkeiten.
Was misst ASTM D790?
Der Test erzeugt eine Last-Verformungs-Kurve, die zur Berechnung mehrerer kritischer mechanischer Werte verwendet wird:
- Biegemodul: Ein Maß für die Steifigkeit eines Materials oder seine Widerstandsfähigkeit gegen Biegung. ASTM D790 bietet drei Möglichkeiten zur Berechnung dieses Moduls: Tangentenmodul (die anfängliche Steigung der Spannungs-Dehnungs-Kurve), Sekantenmodul (das Verhältnis von Spannung zu Dehnung an einem bestimmten Punkt) und Sehnenmodul (die Steigung zwischen zwei vordefinierten Punkten).
- Biegefestigkeit: Die maximale Spannung, der das Material beim Biegen standhalten kann, bevor es bricht oder eine Dehnung von 5 % erreicht.
- Biegespannung bei Bruch: Die Spannung, bei der das Prüfstück bricht.
- Dehnung bei Streckgrenze: Das Ausmaß der Verformung, das an dem Punkt auftritt, an dem das Material beginnt, sich plastisch zu verformen.
Warum ist ASTM D790 wichtig?
Die Biegeeigenschaften sind für Ingenieure und Konstrukteure von entscheidender Bedeutung, da viele Kunststoffbauteile (wie Halterungen, Gehäuse und Strukturplatten) während ihrer Lebensdauer eher Biegebelastungen als reiner Zugbelastung ausgesetzt sind.
Materialvergleich: Ermöglicht den direkten Vergleich verschiedener Polymermischungen oder Verstärkungsgrade.
Qualitätskontrolle: Hersteller verwenden sie, um die Konsistenz zwischen Produktionschargen sicherzustellen.
Konstruktionsvalidierung: Sie liefert die Daten, die erforderlich sind, um sicherzustellen, dass ein Bauteil unter der vorgesehenen Belastung nicht durchhängt oder bricht.
ASTM D790: Prüfverfahren
| Verfahren | Dehnungsrate | Primäre Anwendung | Wichtigste Merkmale |
|---|---|---|---|
| Verfahren A | 0.01 min⁻¹ | Standard- und spröde Materialien | Die Standardmethode für die meisten Kunststoffe. Ideal zur Messung des Elastizitätsmoduls und der Biegefestigkeit. |
| Verfahren B | 0.1 min⁻¹ | Duktile Materialien mit hoher Verformbarkeit | Entwickelt für Materialien, die nicht frühzeitig brechen. Eine höhere Geschwindigkeit wird verwendet, um die 5 %-Dehnungsgrenze oder den Versagenspunkt effizienter zu erreichen. |
ASTM D790: Wichtige technische Anforderungen
Probenabmessungen: Bei Standardformmassen beträgt die typische Probenabmessung 3,2 mm x 12,7 mm x 127 mm.
Spannweiten-Tiefen-Verhältnis: Der Abstand zwischen den Stützen (Spannweite) wird in der Regel auf das 16-fache der Dicke der Probe festgelegt (Verhältnis 16:1).
Durchbiegungsmessung: Zwar kann auch die Kreuzkopfbewegung verwendet werden, für hochgenaue Modulmessungen wird jedoch ein Deflektometer empfohlen, um die „Nachgiebigkeit“ (die winzigen Durchbiegungen der Maschine selbst) zu eliminieren.
Die 5 %-Grenze: Der Standard gilt im Allgemeinen nur bis zu einer äußeren Faserdehnung von 5 %. Wenn ein Material bis zu diesem Punkt nicht gebrochen ist, wird der Test in der Regel abgebrochen, da die mathematischen Formeln für die Spannung oberhalb dieses Wertes an Genauigkeit verlieren.
ASTM D790: Systemkonfigurationen
Die Prüfung nach ASTM D790 wird mit einer Prüfmaschine der EA-Serie durchgeführt, die sowohl als Tisch- als auch als Standmodell erhältlich ist und mit spezifischem Zubehör an die Anforderungen des Labors angepasst werden kann.
Eine typische Konfiguration besteht aus einer Maschine der EA-Serie, die mit einer 3-Punkt-Biegevorrichtung ausgestattet ist. Je nachdem, wie die Belastung aufgezeichnet wird, wird die Konfiguration in zwei Kategorien unterteilt: Typ 1 und Typ 2.
- Typ 1: Kreuzkopfverschiebung
In dieser Konfiguration wird die Dehnung anhand der Bewegung des Kreuzkopfes der Maschine berechnet. Dies ist die standardmäßige „Grundkonfiguration“, für die keine zusätzlichen Sensoren erforderlich sind. - Typ 2: Integration eines Dehnungsmessers
Für eine höhere Genauigkeit oder spezifische Konformitätsanforderungen kann die Prüfmaschine mit einem Dehnungsmessgerät (berührungslos oder aufsteckbar) ausgestattet werden.
Prüfmaschinen für ASTM D790
STEP Lab bietet leistungsstarke elektromechanische Prüfmaschinen (EA-Serie), die für ASTM D790 optimiert sind. Unsere Systeme gewährleisten eine präzise Lastanwendung und Datenerfassung und erfüllen die höchsten Industriestandards.
Für weitere Informationen zu ASTM D790-Prüflösungen kontaktieren Sie uns noch heute!
Stöbern Sie in unserem Katalog oder kontaktieren Sie uns, um gemeinsam das richtige Produkt für Ihr Unternehmen zu finden.
