塑料廠商如何選擇測試機(jī)器
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通用測試機(jī)器今天也越來越經(jīng)常地出現(xiàn)在塑料注塑和擠出業(yè)者的實驗室中。一個原因是它們被越來越多地應(yīng)用于前沿產(chǎn)品與工藝開發(fā)。另一個原因是它們對進(jìn)料和成品的質(zhì)量控制進(jìn)行更為嚴(yán)格的監(jiān)測。
許多OEM廠家，特別是那些醫(yī)療裝置或汽車領(lǐng)域的，需要塑料加工商在生產(chǎn)運轉(zhuǎn)結(jié)束時自行進(jìn)行測試。內(nèi)部測試的另一個原因是改善工藝控制，這能降低廢品率和實現(xiàn)真正的回報。
形形色色的測試
通用測試機(jī)器由一根或兩根垂直的承載柱所組成，它安裝在一個固定水平基板上，頂部是一個活動的水平橫梁。在當(dāng)今的通用測試機(jī)器中，支柱通常是由滾絲驅(qū)動，來確定活動橫梁的位置。
通用測試機(jī)器的規(guī)格由框架的最大負(fù)載和承載單元的最大負(fù)載結(jié)合起來進(jìn)行表示。負(fù)載單元安裝在電機(jī)驅(qū)動或油壓驅(qū)動的移動橫梁上。與夾具相連的承載單元測量力，可以從數(shù)字顯示或電腦上讀數(shù)。許多通用測試機(jī)器具有可互換的負(fù)載單元，從而感應(yīng)器能與待測試材料匹配上。
為了誘發(fā)塑料的應(yīng)變，通用測試機(jī)器在樣板上施加了力。拉伸、彎曲、壓縮或剪切方面的特殊測試按照樣板中誘發(fā)應(yīng)變的方向和施力的速度而被分類。由標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)電式通用測試機(jī)器來完成靜電測試。它們通常要在0.001in./min至20in./min的速度范圍中加載。破裂成長和疲勞等動態(tài)或循環(huán)測試一般是于長的時段內(nèi)，在載荷較低的伺服油壓通用測試機(jī)器之上完成的。
早期的通用測試機(jī)器有電子元件和圖表記錄器。它們現(xiàn)在已經(jīng)被數(shù)字控制器和PC軟件所代替。新型控制器自動地運行測試，并顯示出數(shù)據(jù)，有時甚至測試也正在繼續(xù)。在圖表記錄器的過去歲月中，甚至是在電腦之前的初期數(shù)字時代里，用戶由測試所獲得的所有東西是Y軸代表力、X軸代表形變的載荷/形變曲線。這些曲線需要計算和注釋。最新系統(tǒng)仍然提供這些曲線，但它們也對屈服與衰竭強(qiáng)度和模量等所需數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。
由通用測試機(jī)器完成、針對塑料的測試至今最普通的是拉伸強(qiáng)度與模量、彎曲強(qiáng)度與模量。對于ASTM D638和ISO 527規(guī)定的拉伸測試，試樣的兩端被夾住。一個夾具固定，另一個在橫梁中，從固定夾具處移開，拉住試樣，直至其斷裂，隨后橫梁會自動停下來。
把試樣放在測試機(jī)固定底座上的兩個支撐上，進(jìn)行彎曲測試(ASTM D790、D6272和ISO178)。為了這個測試，橫梁的運動方向與拉伸測試的相反，推著而不是拖著試樣的非有支撐的中央，直至其彎曲并有可能斷裂。因為很多熱塑性塑料在這個測試中不會斷裂，所以有可能算不出最終的彎曲強(qiáng)度。相反，標(biāo)準(zhǔn)測試方法需要計算應(yīng)變達(dá)5%f時的彎曲應(yīng)力。
盡管按照ASTM D1621和ISO844，通用測試機(jī)器在測試硬質(zhì)塑料泡沫時起著重要的作用，但它們不怎么常用于壓縮測試。通用測試機(jī)器也可被用于瓶具等任何類型成型產(chǎn)品的碾壓測試。
據(jù)通用測試機(jī)器供應(yīng)商介紹，塑料很少要做剪切測試。把試樣放在象沖床的剪切裝置中，就可獲得剪切強(qiáng)度。在0.005in./min的速度下，沖壓裝置被下推，直至試樣的移動部分清除了固定部分。剪切強(qiáng)度對于膜和片材產(chǎn)品是重要的，它們會發(fā)生這種類型負(fù)荷引起的斷裂，但是在設(shè)計其它擠出和成型產(chǎn)品時它又很少是考慮因素。根據(jù)ASTM D732，在這個測試中要用到0.005-0.500in.厚的塑料片或注塑碟。
試樣如果保持在機(jī)器底部是重要的，因為不同類型的測試需要不同的夾具。有著幾百種具有不同機(jī)械式樣的夾具。它們的價錢有幾百美元的，也有油壓操作的夾具貴至4000-5000美元。
對于塑料的拉伸測試，最常見的夾具是楔入式的自緊類型。當(dāng)負(fù)荷提高時，它就自緊。對于彎曲測試，最常見的是三點彎曲裝置。碟形壓板被用于壓縮測試。對于剪切測試，一般由使用者自制夾具，或者由通用測試機(jī)器供應(yīng)商來定制。
機(jī)電式通用測試機(jī)器
常用機(jī)電式裝置的負(fù)載能力從100到135,000磅。規(guī)格越大，成本就越高。無論是單支柱還是雙支柱，測試塑料最常用的機(jī)器是立式臺頂裝置。相同原理適用于臥式機(jī)器，它們主要被轉(zhuǎn)用至利用機(jī)械手連續(xù)處理試樣的自動化工藝中。立式機(jī)器占地較少，也較易于操作。
電腦控制的較新型通用測試機(jī)器比以前的系統(tǒng)更為復(fù)雜，成本也更低。
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