ASTM D3574 Standardtestmethoden für flexible Zellmaterialien

ASTM D3574 beschreibt eine Reihe von Tests zur Charakterisierung der Eigenschaften flexibler Polyurethanschäume. Diese Schaumstoffe werden am häufigsten in der Möbel-, Bettwaren- und Automobilindustrie zur Herstellung von Sitzen und Matratzen verwendet, die die Ergonomie der Verbraucher verbessern und den Komfort maximieren. Um ein vollständiges Bild der mechanischen Eigenschaften eines Materials zu erhalten, sind umfangreiche Tests gemäß ASTM D3574 erforderlich. Dieser Leitfaden soll Sie in die Grundelemente der ASTM D3574-Prüfung einführen, einschließlich eines Überblicks über die benötigte Ausrüstung, Software und Proben.

ASTM D3574 umfasst 18 verschiedene mechanische Tests, mit denen die Druck-, Zug- und Reißfestigkeitseigenschaften von Schaumstoff bewertet werden sollen. Die am häufigsten durchgeführten Tests sind die Drucktests, die den größten Einfluss auf die Produktleistung haben. Obwohl nicht alle der 18 Tests den Einsatz einer Universalprüfmaschine erfordern, ist dies bei den folgenden der Fall:
Test B1 – Indentation Force Deflection Test (IFD) *Am häufigsten
Test B2 – Eindruck-Restmesslängentest (IRGL)
Test C – Kompressionskraft-Ablenkungstest *Am häufigsten
Test D – Druckverformungsresttest bei konstanter Verformung
Test E – Zugversuch
Test F – Reißfestigkeitstest
Während statische Tests wertvolle Informationen über die anfänglichen Schaumeigenschaften und -beschränkungen liefern, bieten dynamische Langzeittests den Herstellern Einblick in die Haltbarkeit des Produkts. Ein Endverbraucher erwartet von Schaumstoffprodukten, dass sie sich nicht nur beim ersten Gebrauch, sondern auch beim tausendsten und millionsten Gebrauch unterstützend anfühlen. Die folgenden Tests können an den dynamischen Systemen von ElectroPuls durchgeführt werden:

Test I2 – Dynamischer Ermüdungstest, Rollenscherung
Test I3 – Dynamischer Ermüdungstest, Stampfen mit konstanter Kraft
Test I4 – Dynamischer Ermüdungstest, Teppichkissen
Test I5 – Dynamischer Ermüdungstest, Dauerbelastungstest
Es gibt viele verschiedene Testmethoden, die für verschiedene Arten von Schaumstoffen gelten, einschließlich Polyurethan-Hartschaumstoffen. ASTM D3574 gilt nur für flexible Polyurethanschäume: Die technische Definition zwischen flexibel und starr ist in der Norm explizit definiert. ASTM D3574-Tests eignen sich ideal für die Durchführung von Vergleichstests zwischen verschiedenen Schaumproben, die häufig nach chemischer Zusammensetzung, Dichte und Porosität unterschieden werden. Dieser Standard wird häufig in Verbindung mit einer komplexeren Druckanalyse durchgeführt, um die vom menschlichen Körper ausgeübte Belastung nachzuahmen.

ASTM D3574 wird auf einem universellen Prüfsystem durchgeführt. Die meisten Kompressionstests nach ASTM D3574 werden auf einem Zweisäulensystem durchgeführt. Die Größe der Probe und der zugehörigen Vorrichtungen erfordert die Verwendung eines Doppelsäulensystems, während die Zug- und Reißfestigkeitstests entweder auf einem Doppelsäulen- oder einem Einzelsäulensystem durchgeführt werden können. Am gebräuchlichsten ist ein System mit 5 kN oder 10 kN (1125 oder 2250 lbf), das in der Lage ist, die überwiegende Mehrheit der Druck- und Zugkräfte anzuwenden, die während der ASTM D3574-Prüfung erzeugt werden.

Der ASTM D3574-Standard erfordert die Verwendung einer speziellen Druckvorrichtung, die die Variabilität zwischen Laboren bei der Durchführung der Tests B1 und B2 minimiert. Die Halterung verfügt über eine perforierte Basis mit festgelegten Lochdurchmessern und -abständen, die es der Luft ermöglicht, unter Druck durch den Schaumstoff zu strömen. Der Amboss nutzt einen kugelförmigen Sitz, um sich während eines Tests selbst auszurichten und so eine außermittige Belastung zu minimieren.

Für Test C muss eine perforierte starre Platte verwendet werden. Für Test D können standardmäßige, nicht perforierte starre Platten verwendet werden. Bei diesen Versuchen richtet sich die Größe der Aufspannplatten nach der erforderlichen Probengeometrie. Da in beiden Tests eine Probengröße von 50 mm x 50 mm x 25 mm empfohlen wird, ist eine Standardplatte mit einem Durchmesser von 6 Zoll geeignet.

Für die Durchführung der Zug- und Reißversuche sind seitlich wirkende Spannzeuge erforderlich. Fortschrittliche Schraubgriffe sind ideal, da sie den Klemmdruck und den Abstand zwischen den Backenflächen manuell anpassen können. Die Schaumstoffproben sind sehr nachgiebig und die meisten pneumatisch angetriebenen Spannzeuge üben einen zu hohen Klemmdruck aus und führen dazu, dass die Probe vorzeitig versagt. Typischerweise werden gezahnte Flächen verwendet, um zu verhindern, dass die Probe aus der Backenfläche rutscht.