Testarea Proprietăților Mecanice ale Materialelor Plastice

1.1. Introducere

În general inginerii vor să testeze pentru a obtine informaţii, în timp ce comercianţii ar face teste numai dacă există o anumită presiune asupra lor în acest sens prin norme şi standarde. În epoca scăderii costurilor şi a producţiei la comandă, testarea devine o cheltuială necesară, dar şi reversul este adevărat deoarece au crescut costurile odată cu conştientizarea cerinţei de calitate din partea consumatorului. Consecinţele omiterii testării sunt grave şi se refelectă asupra piederii cotei de piaţă [Olaru].

Totusi, testarea produsului poate să nu fie suficientă, deoarece la un sistem complex, fiabilitatea ansamblului depinde de fiabilitatea fiecărui subansamblu şi de cea acceptată de cumpărător. Un cumpărător intrebat de furnizor ce fiabilitate ar accepta, a răspuns „100%”, furnizorul a încercat să-l convingă să accepte 99,9%. Dar valoarea de 100% înseamnă testarea fiecărei componente şi apoi testarea ansamblului. În practică rebut aproape zero poate fi atins fără testarea 100%, dar cu un control sever al procesului. Cerinţa de produse de calitate implică testarea acestora, implicit a materialelor din care sunt prelucrate.

Brown [??] a sugerat că pe lângă cele două motivaţii pentru testare, date în primul paragraf, există alte două: teste pentru stabilirea proprietăţilor necesare ca date de proiectare şi teste pentru stabilirea cauzelor căderilor ca date de proiectare, şi teste pentru stabilirea cauzelor căderilor dacă un produs se dovedeşte a fi satisfăcător în funcţionare.

Polimerii sunt materiale complexe şi aspecte ale comportării lor sunt uneori neaşteptate. Din acest motiv, testele pe polimeri trebuie să fie bine alese şi să acopere domenii largi pentru a evita căderile. Este important să se stabilească de la început că marca materialului ales se potriveşte criteriilor de proiectare ale produsului. De exemplu, o componentă din plastic, deşi iniţial de rezistenţă adecvată, poate, după o expunere constantă la detergenţi, să sufere fisurări din cauza mediului înconjurător.

Examinarea produselor distruse şi testarea pot evidentia că materialul nu a îndeplinit specificaţiile proiectantului sau că o proprietate importantă ca fluajul a fost trecută cu vederea. Acoperirea aplicată pe mănuşile chirurgicale, de exemplu, poate fi mult mai importantă decât cauciucul- suport.

Pe scurt, există, după Brown [1], patru mari domenii de testare:

- controlul calităţii;

- predicţia performanţelor în exploatare;

- date de proiectare;

- investigarea căderilor.

Dacă se apreciază greşit ce proprietăţi trebuie cuantificate, se pot face teste inutile, cu pierderea unui timp preţios şi care să nu ducă la rezultatele scontate. Dar şi o lipsă de înţelegere a faptului ca alt specialist a făcut teste particularizate poate duce la greşeli între departamentul de cercetare şi cel de cntrol al calitatii, într-o firmă.

Diferenţele atribuite procedurilor de testare, preciziei, li se poate adăuga abilitatea de a fi automatizate şi dorinta de a avea caracter nedistructiv. Balansarea între aceste atribuite deferite şi costurile lor, se face în functie de scopul testului şi destinaţia materialului [Brown].

1.2 Teste pentru controlul de calitate

Metodele nedistructive sunt avantajoase şi esenţiale când 100% din produse sunt testate. Testele ar trebui să fie simple şi puţin costisitoare, iar automatizara va ajuta la executarea rapidă a lor, preferându-se testele cu privire la performanţele produsului.

1. Teste pentru predicţia performanţelor produsului. Cel mai important factor este ca testele sa se refere la conditiile de exploatare si la aspectele de performanta ale produsului. Testele ar trebui să nu fie prea complexe, deşi rapiditatea si costul redus al lor sunt mai putin importante comparativ cu cazul controlului de calitate. Testele nedistructive nu sunt întotdeauna potrivite când se face predicţia performanţelor, mai ales pentru stabilirea punctului la care apare distrugerea sau deteriorarea.

2. Teste pentru producerea datelor de proiectare. De obicei piesele testate au o forma simplă şi mărimi specifice chiar dacă produsul dorit poate avea forme şi dimensiuni diferite. Datele trebuie prezentate într-o formă ca să-i permită proiectantului să schimbe geometria, scara timpului etc., ceea ce implică înţelegerea comportării materialului.

3. Teste pentru investigarea căderilor. Înainte de alegerea testelor potrivite este necesară o întelegere a diferitelor mecanisme de cădere a pieselor sau de distrugere a materialului avut în vedere. Testele nu trebuie să fie nepărat complexe dar trebuie să fie relevante. De exemplu, o simplă masurare a grosimii produsului poate stabili daca exista o abatere de la grosimea specificată in proiect. Razele de racordare in colturi, continutul de umezeală din plastic, bulele produse în timpul matriţării dar şi prezenţa altor factori pot să fi contribuit la distrugere, fiind important să ai mintea deschisă când se fac astfel de teste. Precizia absolută a testului poate să nu fie importantă, dar este esenţial ca el să fie capabil să facă distincţia între produsul bun şi cel prost.

Gama posibilelor teste este foarte extinsă în orice discutie de filozofie a testarii şi este util ca testele să fie clasificate pe grupe, dupa anumite criterii. Sunt posibile câteva abordări, de exemplu, teste mecanice sau electrice sau teste pe materiale flexibile sau rigide, dar este necesar o clasificare mai generală. Brown a propus următoarea clasificare:

- teste legate de proprietăţi fundamentale.

- teste referitoare la proprietăţi aparente.

Acestea pot fi diferenţiate folosind exemplul rezistenţei. Rezistenta fundamentală a unui material este aceea măsurata în aşa fel încât rezultatul poate fi redus la o formă ţndependentă de condiţiile de testare. Rezistenta aparentă este cea obţinută printr-o metodă care respectă anumite condiţii astfel încat datele obţinute nu pot fi legate simplu de alte condiţii. Rezistenta funcţională este cea masurată în condiţiile de serviciu, probabil pe produsul întreg.

Proprietatile fundamentale sunt acelea legate de proprietatile importante ale unui polimer – indexul de refacere al unui material transparent fiind un simplu exemplu.

Proprietăţile aparente sunt strâns legate de proprietăţile fundamentale dar nu sunt bine definite şi sunt greu de controlat. Un exemplu este rezistenţa la sfâşiere, pentru care rezultatul metodelor sunt puternic dependente de geometria piesei testate.

Proprietăţile funcţionale sunt de obicei legate de produs. O măsura a rezistenţei electrice a cauciucurilor antistatice de pe volan este un bun exemplu. Valoarea masurata depinde atât de geometria produsului cat si de rezistivitatea materialului, dar în final este cerută rezistenţa la o anumită tensiune.