استانداردهای آزمایش برای طراحی خواص مواد پلاستیکی

در ادامه بحث طراحی و ساخت قالب های تزریق پلاستیک و قطعات پلاستیکی، به موضوع استانداردهای طراحی خواص مواد پلاستیکی پرداخته می شود. بسیاری از داده‌های تجربی مواد ارائه‌شده توسط تامین‌کنندگان مواد با استفاده از روش‌های تست استاندارد انجمن تست و مواد آمریکا (ASTM) یا سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) تولید می‌شوند.

بسیاری از این تست‌های استاندارد با مقادیر ویژگی ماده به صورت نقطه ای در دمای محیط (به عنوان مثال ASTM D638) مرتبط هستند و به دلیل ماهیت خود، فقط کاربردهای محدودی برای طراحی مهندسی دارند.

سایر استانداردهای آزمایش، روش‌هایی را برای تولید داده‌های طراحی دقیق‌تر توصیف می‌کنند (مانند ASTM D2990). همچنین باید توجه داشت که برای برخی از ویژگی‌ها، هیچ استاندارد ASTM یا ISO قابل اجرای امروزی وجود ندارد (به عنوان مثال، داده‌های فشار حجم و دمای مربوط به استانداردهای آزمایشی). علاوه بر این، بسیاری از داده‌های مهندسی مورد استفاده برای طراحی محصول با استفاده از روش‌های آزمایش غیر استاندارد (مثلاً در داخل) تولید می‌شوند.

 رفتار مکانیکی مواد پلاستیکی

کاربردهای بسیار کمی وجود دارد که یکپارچگی ساختاری یک قطعه پلاستیکی مهم نباشد. اکثر قطعات پلاستیکی در حین مونتاژ یا در کاربرد نهایی تحت نوعی بارگذاری مکانیکی قرار می گیرند.

اگر بتوان شرایط بارگذاری مرتبط با کاربرد (از جمله احتمال استفاده نادرست) را شناسایی کرد و اگر بتوان رفتار مکانیکی مواد پلاستیکی را به دقت توصیف کرد، می‌توان قطعات را به گونه‌ای طراحی کرد که در برابر بارها، تنش‌ها و کرنش‌های مرتبط با کاربرد مقاومت کنند.

متأسفانه، عملکرد مکانیکی یک ماده پلاستیکی تحت تأثیر طیف گسترده ای از عوامل محیطی و مرتبط با تولید است. در اینجا باید توجه داشت که خواص مکانیکی یک ماده در واقع ویژگی‌های قطعه قالب‌گیری شده به‌جای خواص ذاتی ماده، است و بنابراین تحت تأثیر شرایط تولید نمونه آزمایشی قرار می‌گیرد.

عواملی مانند زمان بارگذاری، سرعت بارگذاری، دما، محیط شیمیایی، قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش، سطح جهت گیری، تنش داخلی (مربوط به پردازش)، خطوط جوش و موارد دیگر بر عملکرد مکانیکی ماده یا قطعه تأثیر دارند.

طراحان باید داده های خواص مکانیکی را که بیشترین ارتباط را با کاربرد نهایی دارد (برای جلوگیری از استفاده از عوامل ایمنی بسیار بزرگ) به دست آورند. با توجه به تعداد زیاد متغیرهای درگیر با آزمایش مکانیکی، برای تامین کنندگان مواد عملاً غیرممکن است که به طور کامل عملکرد مکانیکی هر گرید مواد معین (تحت همه شرایط ممکن) را مشخص کنند.

با این حال، آنها می‌توانند داده‌های خواص مکانیکی را برای توصیف عملکرد مکانیکی کلی ماده (در محدوده محدودی از شرایط آزمایش) برای انتخاب مواد و اهداف طراحی اولیه ارائه دهند (شکل پایین).

هنگامی که عملکرد مکانیکی برای کاربرد نهایی حیاتی است، اطلاعات اضافی باید به دست آید یا تولید شود تا بتوان عملکرد دقیق‌تر و کامل‌تری را پیش‌بینی کرد. آزمایش نمونه اولیه قابلیت اطمینان ساختاری محصول نهایی به دلیل تعداد زیاد ملاحظات مربوط به ساخت همچنان در تحلیل نهایی مورد نیاز است.

 هندسه نمونه آزمایشی که برای ارزیابی خواص مواد پلاستیکی قالب‌گیری شده استفاده می‌شود. توجه به این نکته مهم است که اکثر آزمایش‌ها، مانند آزمایش‌های خواص مکانیکی، خواص قطعه قالب‌گیری شده را به جای خواص واقعی مواد اندازه‌گیری می‌کنند.

شرکت نوآوران علوم مهندسی پویا آماده ارائه خدمات مشاوره در جهت استاندارهای طراحی خواص مواد پلاستیکی می باشد.