Métodos de prueba estándar ASTM D3574 para materiales celulares flexibles

ASTM D3574 describe una variedad de pruebas utilizadas para caracterizar las propiedades de las espumas de poliuretano flexibles. Estas espumas se utilizan con mayor frecuencia en las industrias de muebles, ropa de cama y automoción para la creación de asientos y colchones que mejorarán la ergonomía del consumidor y maximizarán la comodidad. Para formarse una imagen completa de las propiedades mecánicas de un material, se requieren pruebas exhaustivas según ASTM D3574. Esta guía está diseñada para presentarle los elementos básicos de las pruebas ASTM D3574, incluida una descripción general del equipo, el software y las muestras necesarias.

ASTM D3574 incluye 18 pruebas mecánicas diferentes diseñadas para evaluar las propiedades de compresión, tracción y resistencia al desgarro de la espuma. Las pruebas más comúnmente realizadas son las pruebas de compresión, que tienen el mayor impacto en el rendimiento del producto. Aunque no todas las 18 pruebas requieren el uso de una máquina de prueba universal, las siguientes sí lo requieren:
Prueba B1: Prueba de deflexión de fuerza de indentación (IFD) *Más común
Prueba B2 - Prueba de longitud de calibre residual de indentación (IRGL)
Prueba C: Prueba de deflexión de la fuerza de compresión *Más común
Prueba D - Prueba de conjunto de compresión de deflexión constante
Prueba E - Prueba de tracción
Prueba F - Prueba de resistencia al desgarro
Si bien las pruebas estáticas brindan información valiosa sobre las propiedades y limitaciones iniciales de la espuma, las pruebas dinámicas a largo plazo brindan a los fabricantes información sobre la durabilidad del producto. Un usuario final espera que los productos de espuma se sientan cómodos no sólo en el primer uso, sino también en el milésimo y millón de uso. Las siguientes pruebas se pueden realizar en sistemas dinámicos ElectroPuls:

Prueba I2: prueba de fatiga dinámica, cizalla con rodillo
Prueba I3: prueba de fatiga dinámica, golpes de fuerza constante
Prueba I4: prueba de fatiga dinámica, cojín de alfombra
Prueba I5: prueba de fatiga dinámica, golpes de deflexión constante
Existen muchos métodos de prueba diferentes que se aplican a varios tipos de espumas, incluidas las espumas rígidas de poliuretano. La norma ASTM D3574 se aplica únicamente a las espumas de poliuretano flexibles: la definición técnica entre flexible y rígida está explícitamente definida en la norma. Las pruebas ASTM D3574 son ideales para realizar pruebas comparativas entre diferentes muestras de espuma, a menudo diferenciadas por composición química, densidad y porosidad. Este estándar a menudo se realiza junto con un análisis de presión más sofisticado para imitar la carga aplicada por el cuerpo humano.

ASTM D3574 se realiza en un sistema de prueba universal. La mayoría de las pruebas de compresión ASTM D3574 se realizan en un sistema de doble columna. El tamaño de la muestra y los accesorios relacionados requieren el uso de un sistema de columna doble, mientras que las pruebas de resistencia a la tracción y al desgarro se pueden realizar en un sistema de columna doble o en un sistema de columna única. Un sistema de 5 kN o 10 kN (1125 o 2250 lbf) es el más común, capaz de aplicar la gran mayoría de las fuerzas de compresión y tracción producidas durante las pruebas ASTM D3574.

La norma ASTM D3574 requiere el uso de un dispositivo de compresión especializado que minimice la variabilidad entre laboratorios al realizar las pruebas B1 y B2. El accesorio tiene una base perforada con diámetros y espaciado de orificios establecidos, lo que permite que el aire fluya a través de la espuma mientras está comprimida. El yunque utiliza un asiento esférico para autoalinearse durante una prueba, minimizando cualquier carga descentrada.

Para la prueba C se debe utilizar una platina rígida perforada. Para la prueba D se pueden utilizar placas rígidas estándar no perforadas. Para estas pruebas, el tamaño de los platos depende de la geometría requerida de la muestra. Debido a que ambas pruebas recomiendan un tamaño de muestra de 50 mm x 50 mm x 25 mm, una placa estándar de 6 pulgadas de diámetro es adecuada.

Para realizar las pruebas de tracción y desgarro se requiere el uso de mordazas de acción lateral. Las mordazas de acción de tornillo avanzadas son ideales debido a su capacidad para ajustar manualmente la presión de sujeción y la distancia entre las caras de las mordazas. Las muestras de espuma son muy flexibles y la mayoría de las mordazas neumáticas imparten demasiada presión de sujeción y hacen que la muestra falle prematuramente. Normalmente se utilizan caras dentadas para evitar que la muestra se salga de la cara de la mandíbula.