ISO 6603-2 Durchstoßverhalten von starren Kunststoffen
Aufgrund der gestiegenen Nachfrage sind strengere Akzeptanzkriterien hinsichtlich der mechanischen und chemischen Eigenschaften von Kunststoffen erforderlich. Aufgrund einiger neuer struktureller Einsatzmöglichkeiten dieser Materialien ist es wichtig zu wissen, wie sie sich unter dynamischen Bedingungen – also Stößen – verhalten. Dynamische Materialversagen unterscheiden sich von denen, die bei Tests bei langsameren, gleichmäßigeren Geschwindigkeiten auftreten. Dies gilt insbesondere für Kunststoffe, bei denen viele Variablen das Material beeinflussen können – die Art und Weise, wie die Polymere verwendet werden, um ein bestimmtes Material in Form zu bringen/im Material zu liegen; ob die verwendeten Harze gefüllt oder ungefüllt sind; Zugabe von Farbzusätzen; Umformprozesse beeinflussen alle die Festigkeit und Haltbarkeit nicht nur des Endmaterials, sondern auch des Endprodukts. Die Prüfung gemäß ISO 6603-2 ermöglicht es sowohl dem Materialingenieur als auch dem Konstrukteur, Materialien auf gewünschte Eigenschaften wie Festigkeit, Duktilität, Zähigkeit und Energieabsorption zu testen.
Für diesen Test verwendeten wir einen Drop Tower mit optionalem Hochenergiesystem, ausgestattet mit einer 22-kN-Wägezelle, einem halbkugelförmigen 20-mm-Tup-Einsatz, einem DAS-Touchscreen-Dashboard (Data Acquisition System) und Impact-Software. Wir haben auch unser pneumatisches Spannsystem verwendet, das bei Raumtemperatur, aber auch unter und über Null Grad funktionieren kann, mit Adapterplatten mit 40 mm Durchmesser, die nach dieser Norm ausgelegt sind. Die Aufprallmasse betrug 20 kg und die Geschwindigkeit wurde auf 4,4 m/s eingestellt, der Zeitbereich für die Datenerfassung wurde auf 30 Millisekunden eingestellt.
Um die nachteiligen Auswirkungen der Reibung zwischen dem Tup-Einsatz und der Probe zu minimieren, fordert die Norm die Anwendung eines Schmiermittels auf der Schlagbolzenspitze. Dieses System kann mit einer automatischen Schmiervorrichtung ausgestattet werden, die automatisierte und wiederholbare Ölanwendungen garantiert. Die für die Prüfung verwendete verfügbare Energie muss so bemessen sein, dass die Geschwindigkeitsverlangsamung vom Beginn der Prüfung bis zum Ende der Prüfung nicht mehr als 20 % beträgt. Es wurde festgestellt, dass die Geschwindigkeitsverlangsamung weniger als 20 % beträgt, wenn die verfügbare Aufprallenergie mindestens dreimal so hoch ist wie die Energie bei Spitzenlast.
Die Tests müssen in einer Standardlaboratmosphäre von 23 ± 2 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt werden. Durch Änderung der Konditionierungs- und Prüftemperatur und kontrollierte Prüfung bei jeder gegebenen Aufprallgeschwindigkeit kann für die meisten Kunststoffe die Temperatur ermittelt werden, bei der das Material vom duktilen in den spröden Versagensmodus übergeht.
Diese Testkonfiguration eignet sich gut zur Bestimmung der Leistungseigenschaften von Kunststoffmaterialien unter Schlagbedingungen. Sowohl Kunststofflieferanten als auch Compoundierer und deren Kunden können Testergebnisse verwenden, um die Produktleistung zu überprüfen. Durch die Verwendung einer Klimakammer können beide Parteien verstehen, wie sich das Material in kälteren oder wärmeren Anwendungen verhalten kann.