Metodi di prova standard ASTM D3574 per materiali cellulari flessibili

ASTM D3574 descrive una serie di test utilizzati per caratterizzare le proprietà delle schiume poliuretaniche flessibili. Queste schiume sono più comunemente utilizzate dall'industria del mobile, della biancheria da letto e automobilistica per la creazione di sedili e materassi che miglioreranno l'ergonomia del consumatore e massimizzeranno il comfort. Per avere un quadro completo delle proprietà meccaniche di un materiale, sono necessari test approfonditi secondo ASTM D3574. Questa guida è progettata per introdurti agli elementi di base delle prove ASTM D3574, inclusa una panoramica delle apparecchiature, del software e dei campioni necessari.

ASTM D3574 comprende 18 diversi test meccanici progettati per valutare le proprietà di resistenza alla compressione, alla trazione e allo strappo della schiuma. I test più comunemente eseguiti sono quelli di compressione, che hanno il maggiore impatto sulle prestazioni del prodotto. Sebbene non tutti i 18 test richiedano l'uso di una macchina di prova universale, i seguenti lo richiedono:
Test B1 - Test di deflessione della forza di rientro (IFD) *Il più comune
Test B2 - Test della lunghezza residua del calibro di indentazione (IRGL)
Test C - Test di deflessione della forza di compressione *Il più comune
Test D - Test del set di compressione a deflessione costante
Prova E - Prova di trazione
Prova F - Prova di resistenza allo strappo
Mentre i test statici forniscono informazioni preziose sulle proprietà iniziali e sui limiti della schiuma, i test dinamici a lungo termine forniscono ai produttori informazioni sulla durabilità del prodotto. Un utente finale si aspetta che i prodotti in schiuma diano supporto non solo al primo utilizzo, ma anche al millesimo e milionesimo utilizzo. È possibile eseguire i seguenti test sui sistemi dinamici ElectroPuls:

Prova I2 - Prova di fatica dinamica, taglio a rulli
Test I3 - Test di fatica dinamica, martellamento a forza costante
Test I4 - Test di fatica dinamica, cuscino del tappeto
Test I5 - Test di fatica dinamica, martellamento a deflessione costante
Esistono molti metodi di prova diversi che si applicano a vari tipi di schiume, comprese le schiume poliuretaniche rigide. La ASTM D3574 si applica solo alle schiume poliuretaniche flessibili: la definizione tecnica tra flessibile e rigido è definita esplicitamente all'interno della norma. Il test ASTM D3574 è ideale per eseguire test comparativi tra diversi campioni di schiuma, spesso differenziati per composizione chimica, densità e porosità. Questo standard viene spesso eseguito insieme ad analisi della pressione più sofisticate per imitare il carico applicato dal corpo umano.

ASTM D3574 viene eseguito su un sistema di prova universale. La maggior parte dei test di compressione ASTM D3574 vengono eseguiti su un sistema a doppia colonna. Le dimensioni del provino e dei relativi dispositivi di fissaggio richiedono l'uso di un sistema a doppia colonna, mentre le prove di resistenza alla trazione e alla lacerazione possono essere eseguite sia su un sistema a doppia colonna che su un sistema a colonna singola. Un sistema da 5 kN o 10 kN (1125 o 2250 lbf) è il più comune, in grado di applicare la stragrande maggioranza delle forze di compressione e trazione prodotte durante i test ASTM D3574.

Lo standard ASTM D3574 richiede l'uso di un dispositivo di compressione specializzato che riduca al minimo la variabilità tra laboratori durante l'esecuzione dei test B1 e B2. L'apparecchio ha una base perforata con diametri e spaziatura dei fori prestabiliti, che consente all'aria di fluire attraverso la schiuma mentre è sotto compressione. L'incudine utilizza una sede sferica per autoallinearsi durante un test, riducendo al minimo qualsiasi carico decentrato.

Per il test C è necessario utilizzare un piano rigido forato. Per la prova D possono essere utilizzate piastre rigide standard, non perforate. Per questi test, la dimensione delle piastre dipende dalla geometria del provino richiesta. Poiché entrambi i test consigliano una dimensione del campione di 50 mm x 50 mm x 25 mm, è adatta una piastra standard da 6 pollici di diametro.

L'esecuzione delle prove di trazione e strappo richiede l'uso di pinze ad azione laterale. Le impugnature avanzate con azione a vite sono ideali grazie alla loro capacità di regolare manualmente la pressione di serraggio e la distanza tra le facce delle ganasce. I provini in schiuma sono molto cedevoli e la maggior parte delle pinze azionate pneumaticamente impartiscono una pressione di serraggio eccessiva e causano il cedimento prematuro del provino. Le facce seghettate vengono generalmente utilizzate per evitare che il campione scivoli fuori dalla faccia della mascella.