L’importanza dello standard ASTM D256 per le fasi di ricerca, sviluppo, controllo della qualità dei materiali
L’ASTM D256 è uno degli standard più importanti e ampiamente riconosciuti per la determinazione della resistenza all’impatto dei materiali plastici, utilizzando il metodo Izod. Questo standard, sviluppato dall’American Society for Testing and Materials (ASTM), è cruciale per valutare la capacità di un materiale plastico di assorbire energia durante un urto senza fratturarsi. Questo parametro è essenziale per applicazioni in cui i materiali plastici sono soggetti a sollecitazioni dinamiche, come nei settori automobilistico, dell’imballaggio e dell’elettronica.
Settore Automobilistico
I componenti plastici, come paraurti, cruscotti e altre parti strutturali, devono avere una buona resistenza all’impatto per proteggere i passeggeri e mantenere l’integrità del veicolo in caso di collisioni. La capacità di un materiale plastico di assorbire energia durante un urto è essenziale per garantire la sicurezza e ridurre i danni.
Imballaggi
I materiali utilizzati per gli imballaggi devono essere in grado di resistere agli urti durante il trasporto e la manipolazione per proteggere il contenuto. Una buona resistenza all’impatto assicura che i prodotti arrivino intatti ai consumatori, riducendo i costi associati a danni e restituzioni.
Elettronica
I gusci di plastica per dispositivi elettronici, come telefoni cellulari, laptop e altri gadget, devono essere robusti per proteggere i componenti interni delicati. La resistenza all’impatto è critica per evitare rotture e malfunzionamenti dovuti a cadute o urti accidentali.
Conoscere finalità e utilità dello standard ASTM D256 è lo scopo di questo articolo.
Il metodo di prova secondo lo standard ASTM D256: procedure e fattori da considerare
Per ottenere risultati precisi e affidabili nel test di resistenza agli urti, è fondamentale attenersi a una procedura rigorosa e standardizzata. Ecco i passaggi principali per eseguire correttamente il test secondo la normativa ASTM D256.
Preparazione del provino
I campioni devono avere dimensioni specifiche, solitamente 64 mm di lunghezza, 12.7 mm di larghezza e 3.2 mm di spessore.
Installazione del campione
Il campione viene montato verticalmente in un supporto specifico, con l’intaglio rivolto verso il pendolo. Questa configurazione è cruciale per assicurare che lo stress sia concentrato nel punto desiderato, promuovendo una frattura fragile.
Rilascio del pendolo e rottura del provino
Il pendolo viene rilasciato da un’altezza specificata e colpisce il campione all’intaglio al fine di causarne la rottura. La velocità e l’energia del pendolo sono controllate per garantire la riproducibilità del test.
Il tipo di rottura per ogni provino deve essere registrato come una delle quattro categorie elencate di seguito:
- rottura completa: una rottura in cui il provino si separa in due o più pezzi;
- rottura incompleta: tale che una parte del provino non può sostenersi sopra l’orizzontale quando l’altra parte è tenuta verticalmente (angolo incluso inferiore a 90°);
- rottura parziale: una rottura incompleta che non soddisfa la definizione di rottura a cerniera ma ha fratturato almeno il 90% della distanza tra il vertice dell’intaglio e il lato opposto;
- non-rottura: una rottura incompleta dove la frattura si estende per meno del 90% della distanza tra il vertice dell’intaglio e il lato opposto.
Misurazione dell’energia
L’energia assorbita dal campione durante l’urto è determinata dalla differenza tra l’altezza iniziale del pendolo e l’altezza raggiunta dopo l’impatto. Questa differenza di altezza è direttamente proporzionale all’energia assorbita dal campione, fornendo un valore quantitativo della resistenza all’impatto del materiale.
Sebbene, la normativa descriva in modo preciso ogni passaggio del metodo di prova, per la riuscita del test è bene considerare e tenere conto di una serie di fattori che possono influenzare la prova in modo significativo, al fine di garantire risultati accurati e riproducibili. Tra questi fattori i principali sono:
- Temperatura: la temperatura può influenzare significativamente la duttilità e la fragilità del materiale plastico. I test a diverse temperature possono fornire informazioni su come il materiale si comporta in condizioni climatiche variabili. Ad esempio, un materiale che è tenace a temperatura ambiente potrebbe diventare fragile a basse temperature.
- Umidità: l’assorbimento di umidità da parte dei materiali plastici può alterare le loro proprietà meccaniche. I campioni devono essere condizionati in condizioni di umidità controllata prima del test per evitare variazioni nei risultati.
- Condizioni del campione: imperfezioni superficiali, intagli non standardizzati o variazioni nelle dimensioni possono influenzare i risultati del test. È essenziale che i campioni siano preparati con precisione per ottenere misurazioni coerenti e affidabili.
- Velocità del Pendolo: la velocità con cui il pendolo colpisce il campione può influenzare la quantità di energia trasferita e, quindi, i risultati del test. È importante controllare la velocità del pendolo per garantire che il test sia condotto in condizioni standardizzate.
Centralità dei risultati ottenuti con la prova ASTM D256
I risultati del test Izod secondo la normativa ASTM D256 forniscono informazioni vitali sulle proprietà meccaniche dei materiali plastici. Un alto valore di resistenza all’impatto indica che il materiale è capace di assorbire una quantità significativa di energia prima di fratturarsi, rendendolo adatto per applicazioni in cui è probabile che subisca urti o impatti. Al contrario, un basso valore di resistenza all’impatto può indicare che il materiale è fragile e potrebbe non essere adatto per applicazioni dove è richiesta una maggiore tenacità.
Queste informazioni sono utili per i progettisti e gli ingegneri che devono selezionare i materiali più adatti per specifiche applicazioni e condurre considerazioni importanti in fase di progettazione, sviluppo e controllo della qualità.
Valutazione della durabilità
I dati ottenuti dalla prova di resistenza all’impatto possono anche essere utilizzati per valutare la durabilità a lungo termine dei materiali plastici. Materiali che mostrano una buona resistenza all’impatto sono spesso più resistenti a fenomeni di invecchiamento e degradazione sotto condizioni di utilizzo reali. Questo è particolarmente importante per applicazioni in ambienti difficili, dove i materiali sono esposti a variazioni di temperatura, umidità e altri fattori ambientali che possono influire sulle loro prestazioni.
Valutazione delle proprietà dei materiali
Un altro aspetto critico della valutazione dei risultati del test è l’identificazione della performance dei materiali e, più precisamente, dei suoi limiti. La capacità di un materiale di mantenere la sua integrità sotto impatto può determinare la sua idoneità per applicazioni specifiche. Ad esempio, i materiali che mostrano una ridotta resistenza all’impatto potrebbero essere inadatti per componenti critici in settori come l’automobilistico o l’aerospaziale, dove la sicurezza è una priorità assoluta.
Sviluppo di nuovi materiali
Le informazioni derivanti dalla prova di resistenza all’impatto secondo il metodo Izod possono essere utilizzate anche per guidare lo sviluppo di nuovi materiali. Comprendere come vari additivi o processi di produzione influenzano la resistenza all’impatto può aiutare i ricercatori a progettare materiali plastici con proprietà migliorate per applicazioni specifiche. Questo processo di ottimizzazione può portare a innovazioni significative nel campo dei materiali plastici, migliorando le prestazioni e la sostenibilità.
Pendolo Charpy e Izod: gamma di modelli
Specializzata nella fornitura di macchine prova materiali, di strumenti di precisione, sistemi di misura e servizi tecnici mirati alle attività di ricerca e sviluppo (R&D) e di controllo della qualità (QC) dei materiali, Amse S.r.l. propone diversi modelli di pendoli Charpy e Izod per l’esecuzione di prove d’impatto sui materiali polimerici in base al range di energia necessario (0,5J – 50 J), secondo le normative internazionali: ISO 179, ISO 180, ASTM D 256 ed altre equivalenti.
XJJD/XJUD
Interfaccia Touch Screen a bordo macchina per impostazione parametri di prova, calibrazione automatica e lettura dei risultati ottenuti a fine prova. Porta USB per esportazione dati rilevati.
Comando manuale per frenare la mazza e protezioni di sicurezza per evitare che i campioni possano accidentalmente colpire l’operatore.
Multi impact
Strumento di concezione innovativa che permette l’esecuzione di test Charpy e Izod senza la necessità per l’operatore di cambiare morsa e mazza grazie ad un design unico della morsa del supporto provini e della mazza “all in one”.
Il Multi impact è dotato di Touch Screen da 8” a bordo macchina e di porta USB per interfaccia PC.
Per garantire la sicurezza dell’operatore è previsto un guscio di protezione totale della macchina con interruttore blocco di sicurezza che impedisce lo sgancio della mazza in caso di apertura della porta. Freno della mazza manuale.
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AMSE Pendoli Charpy e Izod
AMSE propone una gamma completa di strumenti scientifici per l’esecuzione di prove d’impatto sui materiali polimerici secondo i metodi Charpy e Izod.