ASTM D5420 ist eine Standardprüfmethode zur Bewertung der Schlagzähigkeit von Kunststoffmaterialien. Indem gemessen wird, wie ein Material auf einen kontrollierten Aufprall reagiert, hilft dieser Test bei der Beurteilung der Haltbarkeit und Eignung für verschiedene Anwendungen, einschließlich Automobil, Verpackung, Bau und Konsumgüter. Der Test ist besonders nützlich, um festzustellen, wie sich Kunststoffe unter plötzlichen Kräften verhalten, was für das Produktdesign und die Sicherheitsbewertung entscheidend sein kann.
WAS IST ASTM D5420?
ASTM D5420 definiert ein Verfahren zur Bestimmung der Zähigkeit und Schlagzähigkeit von Kunststoffen durch einen Fallgewichtsschlagversuch. Diese Methode standardisiert Bedingungen wie die Form, das Gewicht und die Höhe des Schlagkörpers, um einheitliche und wiederholbare Ergebnisse zu gewährleisten. Es wird häufig verwendet, um verschiedene Kunststoffe zu vergleichen, ihre mechanischen Eigenschaften zu bewerten und ihre Leistung unter realen Belastungsbedingungen vorherzusagen.
Diese Norm spielt eine entscheidende Rolle bei der Materialauswahl, da die Hersteller sie verwenden, um sicherzustellen, dass Kunststoffteile mechanischen Stößen, versehentlichem Fallenlassen und anderen stoßbedingten Kräften widerstehen können, ohne dass es zu einem katastrophalen Versagen kommt.
WAS MISST ASTM D5420?
Bei dieser Prüfung wird die Schlagfestigkeit einer Kunststoffprobe gemessen, indem die Energie ermittelt wird, die erforderlich ist, um einen Bruch zu verursachen. Die Ergebnisse helfen Ingenieuren und Materialwissenschaftlern bei der Auswahl von Materialien, die realen mechanischen Belastungen und Stößen standhalten können, ohne zu reißen oder zu brechen.
Zu den wichtigsten gemessenen Parametern gehören:
- Absorption der Aufprallenergie – wie viel Energie das Material absorbieren kann, bevor es versagt.
- Materialverformung und Bruchverhalten – ob sich das Material beim Aufprall verbiegt, reißt oder zerspringt.
- Versagensart (spröde oder duktil) – bestimmt, ob es sich bei dem Versagen um einen sauberen Bruch (spröde) oder um eine Dehnung und Verformung (duktil) handelt.
- Konsistenz und Wiederholbarkeit – gewährleistet zuverlässige Vergleiche zwischen verschiedenen Materialien und Prüfbedingungen.
ASTM D5420 – WIE MAN EINE PRÜFUNG DURCHFÜHRT
Die Prüfung nach ASTM D5420 folgt einer präzisen Methodik, um eine genaue Bewertung der Stoßfestigkeit zu gewährleisten.
- Der Prozess beginnt mit der Auswahl und Vorbereitung der erforderlichen Anzahl von Prüfmustern gemäß der Norm. Jede Probe wird beschriftet und vor der Prüfung unter bestimmten Umweltparametern konditioniert.
- Nach der Vorbereitung wird die geeignete Prüfgeometrie gewählt und das Prüfgerät entsprechend konfiguriert. Bevor man fortfährt, wird die Dicke jedes Probekörpers an der Aufschlagstelle gemessen. Bei spritzgegossenen Probekörpern reicht eine einzige Messung aus, wenn die Dickenabweichung innerhalb von 5 % bleibt.
- Um unverfälschte Ergebnisse zu erhalten, wird ein Exemplar nach dem Zufallsprinzip ausgewählt. Anschließend wird sie sorgfältig auf der Trägerplatte positioniert, um eine einheitliche Ausrichtung der Oberfläche bei allen Tests zu gewährleisten. Beim Aufpralltest selbst werden der Fuß des Schlagenden und das Gewicht auf eine bestimmte Höhe angehoben. Bevor Sie das Gewicht loslassen, müssen Sie sich vergewissern, dass der Probekörper flach auf der Auflageplatte liegt. Beim Loslassen schlägt das Gewicht auf die Probe, und der daraus resultierende Aufprall wird analysiert.
- Nach der Prüfung wird die Probe auf sichtbare Anzeichen eines Versagens, wie Risse, Brüche oder bleibende Verformungen, untersucht. Ist der Schaden nicht sofort erkennbar, kann ein Farbeindringmittel wie Enzianviolett aufgetragen werden, um Mikrorisse sichtbar zu machen. Anhand der Ergebnisse wird die Fallhöhe angepasst. Wenn die Probe versagt, wird die Höhe reduziert, während das Gewicht konstant bleibt. Bleibt die Probe dagegen unversehrt, wird die Höhe bei der nächsten Prüfung schrittweise erhöht. Dieser Prozess wird so lange fortgesetzt, bis sich ein einheitliches Fehlermuster herauskristallisiert.
PRÜFMASCHINE FÜR ASTM D5420
Für die Durchführung von ASTM D5420-Tests sind spezielle Schlagprüfmaschinen erforderlich. Diese Maschinen umfassen in der Regel:
- Einstellbare Fallhöhenmechanismen zur Kontrolle der Aufprallenergie und zur Simulation verschiedener Aufprallszenarien.
- Austauschbare Stößelgeometrien zur Anpassung an unterschiedliche Materialeigenschaften und Prüfanforderungen.
- Sichere Probenhalterungen, um genaue und wiederholbare Testbedingungen zu gewährleisten.
- Hochgeschwindigkeits-Datenerfassungssysteme zur präzisen Erfassung von Aufprallkräften, Probenverformung und Versagensmerkmalen.
STEP Lab hat die DW-Serie entwickelt, ein fortschrittliches System zur Durchführung von Schlagprüfungen gemäß ASTM D5420.
- Aufprallgeschwindigkeiten bis zu 5,0 m/s (bis zu 20 m/s mit einem Federvorspannsystem)
- Auswahl an Standard-Fallgewichten (0,5 bis 10 kg, insgesamt 70 kg)
- Erfassung der Aufprallgeschwindigkeit bei 200 kHz
- Erzwingt eine Signalerfassungsrate von bis zu 10 MHz.
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