L’ASTM D5420 est une méthode de test standard utilisée pour évaluer la résistance aux chocs des matériaux plastiques. En mesurant la réaction d’un matériau à un impact contrôlé, ce test permet d’évaluer la durabilité et l’adéquation à diverses applications, notamment dans les secteurs de l’automobile, de l’emballage, de la construction et des biens de consommation. Le test est particulièrement utile pour déterminer comment les plastiques se comportent sous l’effet de forces soudaines, ce qui peut s’avérer crucial pour la conception des produits et l’évaluation de leur sécurité.
QU’EST-CE QUE L’ASTM D5420 ?
L’ASTM D5420 définit une procédure pour déterminer la ténacité et la résistance à l’impact des plastiques par le biais d’un essai d’impact de poids tombant. Cette méthode normalise les conditions telles que la forme, le poids et la hauteur de l’impacteur afin de garantir des résultats cohérents et reproductibles. Elle est couramment utilisée pour comparer différents matériaux plastiques, évaluer leurs propriétés mécaniques et prédire leurs performances dans des conditions de contraintes réelles.
Cette norme joue un rôle crucial dans la sélection des matériaux, car les fabricants l’utilisent pour s’assurer que les composants en plastique peuvent résister aux chocs mécaniques, aux chutes accidentelles et à d’autres forces liées à l’impact sans subir de défaillance catastrophique.
QUE MESURE L’ASTM D5420 ?
Ce test mesure la résistance à l’impact d’un échantillon de plastique en quantifiant l’énergie nécessaire pour provoquer la rupture. Les résultats aident les ingénieurs et les spécialistes des matériaux à sélectionner des matériaux capables de résister aux contraintes mécaniques et aux chocs du monde réel sans se fissurer ou se briser.
Les principaux paramètres mesurés sont les suivants
- Absorption de l’énergie d’impact – quantité d’énergie que le matériau peut absorber avant de se rompre.
- Déformation du matériau et comportement à la rupture – si le matériau se plie, se fissure ou se brise lors de l’impact.
- Mode de défaillance (fragile ou ductile) – détermine si la défaillance est une rupture nette (fragile) ou si elle implique un étirement et une déformation (ductile).
- Cohérence et répétabilité – garantit des comparaisons fiables entre différents matériaux et conditions d’essai.
ASTM D5420 – COMMENT EFFECTUER UN TEST
Le test ASTM D5420 suit une méthodologie précise pour garantir une évaluation exacte de la résistance à l’impact.
- Le processus commence par la sélection et la préparation du nombre requis de spécimens d’essai conformément à la norme. Chaque échantillon est étiqueté et conditionné selon des paramètres environnementaux spécifiques avant d’être testé.
- Une fois préparée, la géométrie d’essai appropriée est choisie et l’appareil d’essai est configuré en conséquence. Avant de poursuivre, l’épaisseur de chaque échantillon est mesurée au niveau de la zone d’impact. Pour les échantillons moulés par injection, si la variation d’épaisseur ne dépasse pas 5 %, une seule mesure suffit.
- Pour que les résultats ne soient pas biaisés, un échantillon est choisi au hasard. Il est ensuite soigneusement positionné sur la plaque de support, ce qui permet d’assurer la cohérence de l’alignement de la surface dans tous les tests. Le test d’impact proprement dit consiste à soulever le pied de l’attaquant et le poids à une hauteur déterminée.
Avant de relâcher le poids, il est essentiel de vérifier que l’échantillon est bien à plat contre la plaque de support.
Lors de la libération, le poids frappe le spécimen et l’impact qui en résulte est analysé. - Après l’essai, l’échantillon est examiné pour détecter les signes visibles de défaillance, tels que les fissures, les fractures ou les déformations permanentes. Si les dommages ne sont pas immédiatement évidents, un colorant pénétrant comme le violet de gentiane peut être appliqué pour révéler les microfissures. En fonction des résultats, la hauteur de chute est ajustée.
Si le spécimen est défaillant, la hauteur est réduite tout en maintenant le poids constant. Inversement, si l’échantillon reste intact, la hauteur est augmentée progressivement pour l’essai suivant. Ce processus se poursuit jusqu’à ce qu’un modèle d’échec cohérent apparaisse.
MACHINE D’ESSAI POUR ASTM D5420
Pour réaliser les essais ASTM D5420, des machines d’essai d’impact spécialisées sont nécessaires. Ces machines comprennent généralement:
- Mécanismes de réglage de la hauteur de chute pour contrôler l’énergie de l’impact et simuler différents scénarios d’impact.
- Géométries de percuteur interchangeables pour s’adapter aux différentes propriétés des matériaux et aux besoins d’essais.
- Fixations sûres pour le maintien des échantillons afin de garantir des conditions d’essai précises et reproductibles.
- Systèmes d’acquisition de données à grande vitesse pour saisir avec précision les forces d’impact, la déformation de l’échantillon et les caractéristiques de la rupture.
STEP Lab a conçu la Série DW, des systèmes avancés permettant de réaliser des tests d’impact conformément à la norme ASTM D5420.
- Vitesse d’impact jusqu’à 5,0 m/s (jusqu’à 20 m/s avec un système de précontrainte par ressort)
- Gamme de poids de chute standard (0,5 à 10 kg, pour un total de 70 kg)
- Acquisition de la vitesse d’impact à 200 kHz
- Force le taux d’acquisition du signal jusqu’à 10 MHz.
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