如何選購(gòu)塑料測(cè)試設(shè)備-鼎寶檢測(cè)設(shè)備

   許多OEM廠家，特別是那些醫(yī)療裝置或汽車(chē)領(lǐng)域的，需要塑料加工商在生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)自行進(jìn)行測(cè)試。內(nèi)部測(cè)試的另一個(gè)原因是改善工藝控制，這能降低廢品率和實(shí)現(xiàn)真正的回報(bào)。

   通用測(cè)試機(jī)器在受控的速度下對(duì)塑料樣板進(jìn)行伸展、彎曲、壓縮或拖拉，直至它們斷裂。它們是在塑料配混廠家實(shí)驗(yàn)室中zui為普通的儀器。這些廠家在混料開(kāi)發(fā)過(guò)程中利用通用測(cè)試機(jī)器，以確定材料對(duì)于某一工藝和終端用途的適用性。通用測(cè)試機(jī)器也有手持式的用于生產(chǎn)質(zhì)量控制，以確保批次之間連貫性。

    通用測(cè)試機(jī)器今天也越來(lái)越經(jīng)常地出現(xiàn)在塑料注塑和擠出業(yè)者的實(shí)驗(yàn)室中。一個(gè)原因是它們被越來(lái)越多地應(yīng)用于前沿產(chǎn)品與工藝開(kāi)發(fā)。另一個(gè)原因是它們對(duì)進(jìn)料和成品的質(zhì)量控制進(jìn)行更為嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)。

     通用測(cè)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(gè)固定水平基板上，頂部是一個(gè)活動(dòng)的水平橫梁。在當(dāng)今的通用測(cè)試機(jī)器中，支柱通常是由滾絲驅(qū)動(dòng)，來(lái)確定活動(dòng)橫梁的位置。

    通用測(cè)試機(jī)器的規(guī)格由框架的zui大負(fù)載和承載單元的zui大負(fù)載結(jié)合起來(lái)進(jìn)行表示。負(fù)載單元安裝在電機(jī)驅(qū)動(dòng)或油壓驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)橫梁上。與夾具相連的承載單元測(cè)量力，可以從數(shù)字顯示或電腦上讀數(shù)。許多通用測(cè)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(cè)試材料匹配上。

    為了使塑料的應(yīng)變，通用測(cè)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(cè)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(cè)試機(jī)器來(lái)完成靜電測(cè)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(zhǎng)和疲勞等動(dòng)態(tài)或循環(huán)測(cè)試一般是于長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi)，在載荷較低的伺服油壓通用測(cè)試機(jī)器之上完成的。

    早期的通用測(cè)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(dòng)地運(yùn)行測(cè)試，并顯示出數(shù)據(jù)，有時(shí)甚至測(cè)試也正在繼續(xù)。在圖表記錄器的過(guò)去歲月中，甚至是在電腦之前的初期數(shù)字時(shí)代里，用戶由測(cè)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(jì)算和注釋。系統(tǒng)仍然提供這些曲線，但它們也對(duì)屈服與衰竭強(qiáng)度和模量等所需數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

    由通用測(cè)試機(jī)器完成、針對(duì)塑料的測(cè)試至今zui普通的是拉伸強(qiáng)度與模量、彎曲強(qiáng)度與模量。對(duì)于ASTMD638和ISO527規(guī)定的拉伸測(cè)試，試樣的兩端被夾住。一個(gè)夾具固定，另一個(gè)在橫梁中，從固定夾具處移開(kāi)，拉住試樣，直至其斷裂，隨后橫梁會(huì)自動(dòng)停下來(lái)。

    把試樣放在測(cè)試機(jī)固定底座上的兩個(gè)支撐上，進(jìn)行彎曲測(cè)試(ASTMD790、D6272和ISO178)。為了這個(gè)測(cè)試，橫梁的運(yùn)動(dòng)方向與拉伸測(cè)試的相反，推著而不是拖著試樣的非有支撐的*，直至其彎曲并有可能斷裂。因?yàn)楹芏酂崴苄运芰显谶@個(gè)測(cè)試中不會(huì)斷裂，所以有可能算不出zui終的彎曲強(qiáng)度。相反，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法需要計(jì)算應(yīng)變達(dá)5%f時(shí)的彎曲應(yīng)力。

    盡管按照ASTMD1621和ISO844，通用測(cè)試機(jī)器在測(cè)試硬質(zhì)塑料泡沫時(shí)起著重要的作用，但它們不怎么常用于壓縮測(cè)試。通用測(cè)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(cè)試。

    據(jù)通用測(cè)試機(jī)器供應(yīng)商介紹，塑料很少要做剪切測(cè)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(dòng)部分清除了固定部分。剪切強(qiáng)度對(duì)于膜和片材產(chǎn)品是重要的，它們會(huì)發(fā)生這種類型負(fù)荷引起的斷裂，但是在設(shè)計(jì)其它擠出和成型產(chǎn)品時(shí)它又很少是考慮因素。根據(jù)ASTMD732，在這個(gè)測(cè)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?yàn)椴煌愋偷臏y(cè)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(jià)錢(qián)有幾百美元的，也有油壓操作的夾具貴至4000-5000美元。

    對(duì)于塑料的拉伸測(cè)試，zui常見(jiàn)的夾具是楔入式的自緊類型。當(dāng)負(fù)荷提高時(shí)，它就自緊。對(duì)于彎曲測(cè)試，zui常見(jiàn)的是三點(diǎn)彎曲裝置。碟形壓板被用于壓縮測(cè)試。對(duì)于剪切測(cè)試，一般由使用者自制夾具，或者由通用測(cè)試機(jī)器供應(yīng)商來(lái)定制。

機(jī)電式通用測(cè)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(wú)論是單支柱還是雙支柱，測(cè)試塑料zui常用的機(jī)器是立式臺(tái)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(dòng)化工藝中。立式機(jī)器占地較少，也較易于操作。

    單支柱通用測(cè)試機(jī)器有著較低的受力程度和較低的成本。它們負(fù)載能力為1000磅。雙支柱通用測(cè)試機(jī)器的機(jī)架負(fù)載能力可達(dá)1000至135000磅。負(fù)載單元也為一定zui大的力而被分級(jí)，這個(gè)力應(yīng)當(dāng)適合于通用測(cè)試機(jī)器機(jī)架和試樣。例如，放在1000磅機(jī)架的100磅負(fù)載單元能進(jìn)行應(yīng)力達(dá)100磅的測(cè)試。負(fù)載單元的能力不應(yīng)當(dāng)超出試樣估計(jì)的斷裂負(fù)載太多，否則會(huì)破壞測(cè)量準(zhǔn)確度。

    許多塑料用戶能很好使用負(fù)載能力達(dá)5000磅、具有一套三個(gè)的負(fù)載單元的單支柱或雙支柱裝置。塑料測(cè)試中被zui為普遍使用的機(jī)器是機(jī)架負(fù)載能力在2000至5000磅的。非增強(qiáng)型塑料的測(cè)試很少用到超過(guò)2000磅的機(jī)架負(fù)載能力。對(duì)于填充和增強(qiáng)型塑料，經(jīng)常需要機(jī)架負(fù)載能力為5000至7000磅的機(jī)器。但是對(duì)于含有玻璃、碳黑或其它纖維的復(fù)合物，可能需要負(fù)載能力達(dá)60000磅的機(jī)架。

    如果您想購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)負(fù)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出你需要的機(jī)器，你將不僅要付出更多的現(xiàn)金，而且你還要在測(cè)試時(shí)間方面有所支出。較大型的裝置運(yùn)行得較慢。例如，機(jī)架負(fù)載能力為250磅的機(jī)器通常以40in./min的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，而5000磅的機(jī)器以20in./min的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

單支柱還是雙支柱？

    你一般需要多少的zui大負(fù)載根據(jù)你所測(cè)試的材料之類型而定，并且是在決定選擇單支柱機(jī)還是雙支柱的時(shí)候要考慮的重要問(wèn)題之一。還要考慮是否需要一個(gè)在受控溫度下測(cè)試用得上的環(huán)境分隔間。雙支柱裝置較高，能讓較大的試樣和較大的加熱柜入到支柱之間。如果你將對(duì)泡沫進(jìn)行任何的壓縮測(cè)試，因?yàn)樵嚇油艽?，一般需要雙支柱裝置。

    雙支柱機(jī)器生來(lái)也是較為硬實(shí)。所以在測(cè)試過(guò)程中較少偏斜。zui后就是成本上的差別。單支柱通用測(cè)試機(jī)器價(jià)格可能只是7000至10000美元，而雙支柱的款式通常價(jià)格范圍在13500至30000美元之間。這些價(jià)格只是機(jī)器的。而負(fù)載單元的價(jià)格可能從1500至5000美元不等。數(shù)據(jù)獲取與分析軟件可能價(jià)值2500美元，這不包括電腦。夾具又是另外一筆分開(kāi)的成本，安裝與培訓(xùn)也是如此。如果你需要加熱腔，它一般售價(jià)在8000至20000美元之間。

軟件上的進(jìn)展

    通用測(cè)試機(jī)器在機(jī)電方面的設(shè)計(jì)相對(duì)成熟。新進(jìn)展是在控制軟件上的。*的電腦軟件提供了更高的生產(chǎn)力和度，并較容易被使用。這些軟件增多了一定程度的可重復(fù)性，這是以前不曾有的。

    與其只是依賴于在斷裂點(diǎn)的讀數(shù)，設(shè)計(jì)師與質(zhì)管們現(xiàn)在可以經(jīng)過(guò)測(cè)試來(lái)發(fā)現(xiàn)發(fā)生了什么。在斷裂前材料是否伸長(zhǎng)了或者變形了？它的變形是否與應(yīng)力成比例？答案能有助于他們?cè)u(píng)估材料、確定安全裕度和更好地模擬終端使用。

    新軟件使測(cè)試、數(shù)據(jù)收集、分析、報(bào)告輸出、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和恢復(fù)都能自動(dòng)完成。使用者能讓機(jī)器在一定負(fù)載速率下運(yùn)行，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)節(jié)橫梁的速度。新軟件也令使用者能通過(guò)位置感應(yīng)器獲得測(cè)試過(guò)程中張力的真實(shí)值，感應(yīng)器測(cè)量出橫梁已經(jīng)移動(dòng)的距離。試樣長(zhǎng)度變化除以其原始長(zhǎng)度就得出了自動(dòng)應(yīng)變結(jié)果。

    新軟件也能實(shí)現(xiàn)更換感應(yīng)器時(shí)負(fù)載單元的自動(dòng)核對(duì)與校準(zhǔn)。它“閱讀”負(fù)載單元上的電子件，并建立起參數(shù)，不再需要以前由操作者完成的機(jī)械式修正。

    數(shù)據(jù)采集較快的較新軟件能更為地獲取負(fù)載峰值，并在較高速下或負(fù)載波動(dòng)時(shí)更為詳細(xì)地檢查拉力/應(yīng)變曲線。典型的數(shù)據(jù)采集速度約為50Hz,(每秒鐘讀數(shù)50次)，盡管取樣速度可以達(dá)到5kHz。

    電腦驅(qū)動(dòng)的通用測(cè)試機(jī)器比那些已經(jīng)用了10多年的帶數(shù)字控制板的機(jī)器更為便宜。電腦新款式有著較簡(jiǎn)單的控制，經(jīng)常不用具有圖表式讀取的數(shù)字顯示器。基于電腦的通用測(cè)試機(jī)器現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)著整個(gè)操作，因不用數(shù)字顯示器和一些電子元件，從而能把成本弄下來(lái)。

承受得起的動(dòng)態(tài)測(cè)試

    不同于進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試的機(jī)電式通用測(cè)試機(jī)器，伺服油壓通用測(cè)試機(jī)器進(jìn)行的是動(dòng)態(tài)或疲勞測(cè)試。這些測(cè)試必需要在一個(gè)負(fù)載和釋放的循環(huán)動(dòng)作中不斷地施力。例如，在疲勞破裂發(fā)展測(cè)試中，使用者期望確定出材料斷裂要花上多少循環(huán)。在機(jī)電式機(jī)器上進(jìn)行的動(dòng)態(tài)測(cè)試所需力要比靜態(tài)測(cè)試小。

    伺服油壓機(jī)器的負(fù)載能力由100磅直到上噸級(jí)，一般售價(jià)是機(jī)電式通用測(cè)試機(jī)器的兩至三倍。它們主要被用于金屬的疲勞測(cè)試，但也越來(lái)越多地應(yīng)用于測(cè)試汽車(chē)、航空、生化和電子行業(yè)用塑料，在這些領(lǐng)域，塑料已經(jīng)在承受疲勞的結(jié)構(gòu)性部件中取代了金屬。

    電腦驅(qū)動(dòng)的伺服電動(dòng)通用測(cè)試機(jī)器據(jù)稱具有在材料和小部件上進(jìn)行一系列低應(yīng)力動(dòng)態(tài)與靜態(tài)測(cè)試的*能力。這些裝置雖然價(jià)格不菲，但比起過(guò)去已經(jīng)是更讓人花費(fèi)得起了。伺服電驅(qū)動(dòng)與伺服油壓驅(qū)動(dòng)相比的優(yōu)點(diǎn)是避免使用液壓油、泵浦和水冷卻。