ASTM D638: La guida definitiva alle prove di trazione sulla plastica

ASTM D638 è lo standard di prova più comune per determinare le proprietà di trazione delle plastiche rinforzate e non rinforzate. Con l’utilizzo della plastica ai massimi storici, è fondamentale che i produttori siano in grado di valutare adeguatamente la resistenza meccanica dei loro materiali. Questa guida è progettata per introdurti agli elementi di base di una prova di trazione su plastica ASTM D638, inclusa una panoramica delle apparecchiature, del software e dei campioni necessari. Tuttavia, chiunque intenda condurre test ASTM D638 non dovrebbe considerare questa guida un sostituto adeguato della lettura dello standard completo.

ASTM D638 viene eseguito applicando una forza di trazione a un campione e misurando varie proprietà del campione sotto stress. Viene condotto su una macchina di prova universale (chiamata anche macchina per prove di trazione) a velocità di trazione comprese tra 1 e 500 mm/min finché il provino non cede (cede o si rompe). Sebbene ASTM D638 misuri molte proprietà di trazione diverse, le seguenti sono le più comuni:
Resistenza alla trazione – la quantità di forza che può essere applicata a una plastica prima che ceda (si allunghi irreparabilmente) o si rompa.
Modulo di trazione: quanto un materiale può deformarsi (allungarsi) in risposta allo stress prima di cedere. Il modulo è una misura della rigidità del materiale.
Allungamento: l'aumento della lunghezza del calibro dopo la rottura diviso per la lunghezza del calibro originale. Un maggiore allungamento indica una maggiore duttilità.
Rapporto di Poisson: una misura della relazione tra la misura in cui un materiale viene allungato e quanto diventa sottile durante il processo di allungamento.

Esistono molti metodi di prova diversi per vari tipi di plastica. ASTM D638 si applica solo a campioni di plastica rigida di spessore compreso tra 1,00 mm e 14 mm. Se il campione è un foglio o una pellicola di spessore inferiore a 1,00 mm, deve essere testato secondo ASTM D882. Sebbene fornisca risultati simili alla norma ISO 527-2, ASTM D638 non è considerata tecnicamente equivalente a causa delle differenze nelle dimensioni del campione e nei requisiti di prova. Mentre alcuni grandi produttori multinazionali eseguono test sia su ASTM D638 che su ISO 527-2, la maggior parte dei nostri clienti dimostra di preferire uno standard o l'altro in base alla loro posizione geografica. I produttori nordamericani solitamente testano secondo ASTM D638 mentre quelli in Europa e Asia testano principalmente secondo ISO 527-2. I clienti in Cina testano ugualmente ASTM D638 e ISO 527-2.

Esistono cinque tipi di provini consentiti per ASTM D638 che differiscono nelle dimensioni a seconda dello spessore del provino e della quantità di materiale disponibile. I più comunemente utilizzati sono i campioni di Tipo I, che hanno uno spessore di 3,2 mm e sono generalmente realizzati mediante stampaggio a iniezione. I campioni di tipo I hanno una lunghezza complessiva di 165 mm e una larghezza di 13 mm, con una lunghezza utile di 50 mm. I campioni piatti sono generalmente modellati, fustellati o lavorati a macchina in una forma a "osso di cane" o "manubrio", che garantisce che la rottura avvenga al centro del campione anziché nelle aree di bloccaggio. Oltre ai provini piatti, ASTM D638 consente anche di testare tubi e aste rigidi, entrambi i quali devono essere lavorati a forma di dogbone. Nei casi in cui il materiale è limitato, molti laboratori utilizzeranno campioni di tipo IV o di tipo V. Le dimensioni richieste per i provini di Tipo IV sono le stesse richieste per la fustellatura C ASTM D412, il che significa che è possibile utilizzare la stessa fustella. I campioni di tipo V sono i più piccoli, con una lunghezza di soli 0,3 pollici.

Tutti i campioni devono essere misurati prima del test in conformità con ASTM D5947. La maggior parte dei micrometri tipici dovrebbero essere adatti per eseguire queste misurazioni. Affinché il sistema di prova visualizzi le misurazioni della sollecitazione anziché solo le misurazioni della forza, agli operatori verrà chiesto di inserire l'area della sezione trasversale (o spessore e larghezza) del provino, poiché Sollecitazione = Forza / Area della sezione trasversale (questa viene visualizzata in unità di Psi, Pa, kPa, GPa, ecc.).
I campioni fustellati o lavorati a macchina devono essere misurati individualmente, ma gli operatori che utilizzano campioni stampati a iniezione devono misurare solo un singolo campione da un lotto di campione a condizione che la variazione in quel lotto di campione sia dimostrata inferiore all'1%. I campioni stampati ad iniezione vengono spesso prodotti con un angolo di sformo invece che perfettamente quadrato, cosa che deve essere presa in considerazione quando si misura il campione. Assicurarsi sempre che le misurazioni della larghezza siano prese al centro dell'angolo di sformo.
La funzione Dispositivo automatico di misurazione dei campioni di Bluehill Universal consente agli operatori di collegare fino a due micrometri o dispositivi di misurazione al computer e inserire i dati direttamente nel software. Ciò elimina la possibilità di errori di input e aumenta l'efficienza.