新型沖擊試驗機(jī)的成為試驗機(jī)行業(yè)新星

沖擊試驗是一個復(fù)雜且有爭議的題目，許多因素增加了為加工商的試驗挑選合適沖擊試驗儀器的難度。設(shè)計規(guī)劃試驗室時，沖擊試驗機(jī)與塑料配混機(jī)、擠出機(jī)及模塑設(shè)備一樣，是優(yōu)選裝置之一。過去，只需在傳統(tǒng)的落錘式和擺錘式?jīng)_擊試驗機(jī)中選用一種即可，這應(yīng)該很容易。具體選用哪種機(jī)型由原材料、ZUI終用途以及用戶對試驗數(shù)據(jù)類型的偏好決定。
   
    什么是沖擊試驗？本公司負(fù)責(zé)技術(shù)開發(fā)的郝總設(shè)計師給出解釋，沖擊試驗就是給試樣高速加載，然后測量試件的變化。試件的破壞分兩步∶首先，沖擊能量使試件產(chǎn)生裂紋，其后，試件承受更大的沖擊力使裂紋擴(kuò)大并損壞。塑料沖擊試驗機(jī)的兩種基礎(chǔ)類型中，擺錘沖擊試驗機(jī)用于伊佐德(Izod)和卡畢(Charpy)試驗，拉伸沖擊測量被試樣吸收而造成其損壞的能量。另一類型是落錘試驗-加德納(Gardner)落錘適用于鋼性材料，尖頭落錘適用于薄膜。這些都是典型的合格/不合格類型試驗，它們給出50%的時間內(nèi)破壞試件的平均沖擊能量。

    目前，通過本公司的銷售資料表明這種“真實”沖擊試驗所得到的成熟數(shù)據(jù)，主要在原料供應(yīng)商及配混廠商內(nèi)部使用。并且，越來越多的塑料加工商更愿意自行進(jìn)行沖擊試驗，這樣能確保其產(chǎn)品性能保持一致，而不僅僅依賴于原材料供應(yīng)商所提供的數(shù)據(jù)。

    傳統(tǒng)試驗機(jī)具有操作簡單、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，一直受到廣大用戶的喜愛。尤其是用于帶缺口—伊佐德沖擊試驗的擺錘試驗機(jī)，在國內(nèi)這是ZUI常被選用的試驗。但是傳統(tǒng)試驗方式已經(jīng)開始受到了挑戰(zhàn)。由于傳統(tǒng)的沖擊試驗機(jī)只能控制質(zhì)量，僅能測量使試件產(chǎn)生破裂所需的能量，但不能提供破壞機(jī)理或使成品發(fā)生破壞的原因，一些原材料供應(yīng)商的研究人員已經(jīng)對這些簡單的試驗提出了異議。而本公司ZUI新的儀器改進(jìn)了一部分這類缺陷，并且銷量明顯。而且出現(xiàn)了放棄伊佐德沖擊報告(ASTM D256試驗協(xié)議中的一項)，轉(zhuǎn)向使用卡比試驗 (ISO 179)的現(xiàn)象。在歐洲，主要使用的也是另一種擺錘試驗方法。推動這一改變的主要力量來自汽車工業(yè)，這也是其全球標(biāo)準(zhǔn)化成果的一部分。而且，許多原料供應(yīng)商、配混廠商以及添加劑母料供應(yīng)商轉(zhuǎn)向采用儀器化沖擊試驗，這類試驗所用的裝置配有加載傳感器，它能提供更多的材料對沖擊載荷反應(yīng)的詳細(xì)數(shù)據(jù)。當(dāng)然本公司在過去幾年里，針對傳統(tǒng)試驗裝置的設(shè)計也有了改進(jìn)。比如在擺錘試驗機(jī)中，原來的刻度盤已逐步向數(shù)字讀出器轉(zhuǎn)變，很多試驗項目已經(jīng)自動化。

    儀器化沖擊試驗機(jī)能提供高速應(yīng)力/應(yīng)變數(shù)據(jù)生成的曲線，通過它們可以區(qū)分韌性、脆性破壞，還可以區(qū)分造成裂紋起始的能量和傳遞的能量。后者能給出許多表達(dá)試件韌性細(xì)微區(qū)別的圖形，郝總設(shè)計師解釋說。除了傳統(tǒng)沖擊實驗的局限性外，還有其它因素促使沖擊試驗向儀器化沖擊發(fā)展。其中一個關(guān)鍵問題，是越來越多的產(chǎn)品涉及到可靠性，如醫(yī)療，汽車配件、玩具，管材等領(lǐng)域。

本公司的一個銷售案例中，一家生產(chǎn)塑料梯子的公司，在對其產(chǎn)品進(jìn)行從韌性到脆性破壞的試驗時，發(fā)現(xiàn)一個難點(diǎn)，在一定溫度下，其材料的彈性不足以恢復(fù)原形。該公司為一個城市的下水道系統(tǒng)提供梯子。在冬季，這些塑料梯子開始碎裂。結(jié)果，工人從梯子上摔了下來，因為梯子的橫檔已撐不住工人的重量。郝總設(shè)計師指出，除溫度外，沖擊結(jié)果還受下列諸多因素的影響∶1.工作環(huán)境的潮度、濕度。2. 沖擊速率或應(yīng)變率。3. 錘頭或搖錘的總動量。4. 試樣和沖擊錘的幾何形狀與尺寸，以及沖擊角度和方向等。5. 試件的成型方法(模壓、擠出或捏制)。6. 試件上缺口的加工方法。7. 試件在試驗機(jī)上的固定方式。
   大約20%的擺錘沖擊試驗需要低溫試件。多數(shù)情況下，試件要被冷凍到規(guī)定的溫度，然后盡快在擺錘試驗機(jī)上(室溫下)進(jìn)行試驗。然而在室溫下，試樣放置在夾具上的短時間里，其溫度也會升高，并對結(jié)果有輕微的改變。由于這個原因，汽車公司(每家都有自己的沖擊實驗規(guī)范)愿意使用經(jīng)過冷處理后的試樣。
    （業(yè)內(nèi)資料：
    還有幾個因素增加了用戶對伊佐德和卡畢試驗的不滿，特別是原料供應(yīng)商。美國Ceast的地區(qū)銷售代表Gerard Nelson指出，不足之處包括缺口的加工不準(zhǔn)確或不正確，以及對韌性破壞和脆性破壞需做主觀判斷等。ISO和ASTM標(biāo)準(zhǔn)對試件的尺寸，沖擊速率，以及錘擊能量要求的差異使問題變得更加復(fù)雜。目前在用的大多數(shù)沖擊試驗裝置是非儀器化的。ZUI大的原因是歷史造成的。行業(yè)擁有大量非儀器化的缺口伊佐德試驗數(shù)據(jù)。ZUI常用的沖擊試驗標(biāo)準(zhǔn)不需要儀器化沖擊。另外，儀器化試驗系統(tǒng)的成本很高，而且還需要另外的專業(yè)技術(shù)。）

    總結(jié)：
   什么時候用什么樣的試驗沖擊試驗機(jī)的選擇主要取決于其用途：研究開發(fā)、質(zhì)量控制、物料特性、監(jiān)控購入原料或是產(chǎn)品設(shè)計等。有的領(lǐng)域，由于沒有行業(yè)規(guī)范，還完全沒有試驗標(biāo)準(zhǔn)。此時可以對成型制品或成型組件進(jìn)行試驗。這種情況下需要熟悉成品的使用環(huán)境。例如，餐飲用塑料盤碟的生產(chǎn)廠商，其試驗除了要低于室溫外，還需模擬冷凍儲存時的情況。對沒有特殊試驗要求的成品質(zhì)量控制試驗，制造廠家可以選用普通的擺錘式?jīng)_擊試驗機(jī)或落錘式?jīng)_擊試驗機(jī)。