Die ASTM-Normen für Stoffabrieb und Pillingtest

Stoff Abrieb- und Pillingtests sind für die Beurteilung der Robustheit und Qualität von Textilien erforderlich. Die American Society for Testing and Materials (ASTM) hat verschiedene Standards zur Anleitung dieser Tests entwickelt, um Konsistenz und Zuverlässigkeit in verschiedenen Testumgebungen und -anwendungen sicherzustellen. Dieser Beitrag befasst sich mit den Einzelheiten der ASTM-Standards für Abrieb- und Pillingtests, die auf ASTM D2344, ASTM D6641 und ASTM D3512 spezialisiert sind.

ASTM-Normen verstehen

ASTM International, ursprünglich bekannt als American Society for Testing and Materials, ist eine weltweite Normungsorganisation, die freiwillige technische Normen für eine breite Palette von Materialien, Produkten, Strukturen und Dienstleistungen entwickelt und veröffentlicht. Diese Normen sind in vielen Branchen unverzichtbar, da sie die Qualität und Sicherheit von Produkten und Materialien gewährleisten.

Was ist der ASTM-Standard für Abrieb- und Pillingtests?

Abriebfestigkeit und Pilling sind zwei wesentliche Leistungsmerkmale von Textilien. Die Abriebfestigkeit misst die Fähigkeit eines Materials, Oberflächenverschleiß durch Reibung standzuhalten, während Pillingtests die Tendenz eines Stoffes bewerten, nach Abnutzung oder Reibung kleine Knäuel aus verwickelten Fasern auf seiner Oberfläche zu bilden. Zahlreiche ASTM-Normen befassen sich mit diesen Merkmalen:

Abriebfestigkeitsprüfung:

• ASTM D3884: Allgemeines Handbuch zur Abriebfestigkeit von Geweben (Drehplattform, Doppelkopfmethode).

• ASTM D4966: Standardtestverfahren für die Abriebfestigkeit von Textilgewebe (Martindale-Abriebprüfverfahren).

• ASTM D4157: Regelmäßiges Testverfahren für die Abriebfestigkeit von Textilgeweben (Schwingzylinderverfahren).

Prüfung der Pillingbeständigkeit:

• ASTM D3511: Standardtestverfahren zur Ermittlung der Pillingresistenz und verschiedener damit verbundener Oberflächenanpassungen von Stoffgeweben: Bürsten-Pilling-Tester.

• ASTM D3512: Allgemeines Testverfahren für den Random Tumble Pilling Tester.

• ASTM D4970: Standardprüfverfahren zur Ermittlung der Pillingbeständigkeit und weiterer damit verbundener Oberflächenveränderungen von Stoffen: Martindale-Tester.

Diese Anforderungen bieten umfassende Methoden zur Durchführung von Prüfungen und Interpretation der Ergebnisse und stellen sicher, dass sich Hersteller und Käufer auf regelmäßige Qualitätsbewertungen verlassen können.

Vorteile des Testens

ASTM-Normen für Abrieb- und Pillingtests, zusammen mit ASTM D4966 (Martindale Abrasion Tester-Methode) und ASTM D3512 (Random Tumble Pilling Tester), bieten der Textilindustrie weitreichende Vorteile. Diese Standards gewährleisten eine konsistente und zuverlässige Bewertung der Strapazierfähigkeit und Oberflächenintegrität von Stoffen. Durch die Einhaltung dieser Standards können Hersteller genau vorhersagen, wie sich Stoffe unter realen internationalen Bedingungen verhalten, und so die Produktqualität und die Kundenzufriedenheit verbessern.

Der Abriebtest bewertet die Fähigkeit des Stoffes, Oberflächenverschleiß standzuhalten, was für Anwendungen, die eine hohe Strapazierfähigkeit erfordern, wie Polstermöbel und Arbeitskleidung, von entscheidender Bedeutung ist. Der Pillingtest bewertet die Bildung kleiner Faserbällchen, die sich auf das Aussehen und die Haltbarkeit des Stoffes auswirken. Standardisierte Tests ermöglichen eine Stoffbewertung, eine angenehme Kontrolle und Innovationen in der Stofftechnik. Diese Standards helfen den Herstellern, einen Stoff herzustellen, der seine ästhetischen und funktionalen Eigenschaften im Laufe der Zeit behält und so das Vertrauen der Käufer und die Popularität der Marke fördert.

Was ist der Standard ASTM D 2344?

ASTM D2344 wird in der Industrie als „Standardprüfverfahren für die Kurzstrahlfestigkeit von Verbundwerkstoffen mit Polymermatrix und deren Laminaten“ anerkannt. Dieses Verfahren ist weit verbreitet und bezieht sich nicht immer gleich auf Materialabrieb oder Pilling, sondern konzentriert sich auf die mechanische Prüfung von Verbundstoffen, insbesondere die interlaminare Scherkraft von laminierten Verbundwerkstoffen.

• Wichtige Aspekte von ASTM D2344

Umfang:

Mit diesem Prüfverfahren soll die einfache interlaminare Scherfestigkeit von unidirektionalen oder multidirektionalen Polymermatrix-Verbundwerkstoffen ermittelt werden. Es gilt für Verbundwerkstoffe aus Fasern mit hohem Elastizitätsmodul und duroplastischen oder thermoplastischen Harzmatrizen.

Historischer Zusammenhang:

Der Bedarf an standardisierten Tests für Verbundwerkstoffe entstand, als diese Materialien in Branchen, die ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht erfordern, wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt und im Automobilsektor, immer üblicher wurden. Entwickler haben den Standard ASTM D2344 entwickelt, um eine zuverlässige Messung der interlaminaren Scherfestigkeit dieser Verbundwerkstoffe zu ermöglichen, die für die Gewährleistung ihrer strukturellen Integrität unerlässlich ist.

Prüfling:

Die Prüfprobe ist üblicherweise ein rechteckiger Stab mit bestimmten Abmessungen, um eine konstante Prüfung zu gewährleisten. Die Probe muss eine Dicke aufweisen, die den Versagensmodus durch interlaminare Scherung bestimmt. Die Norm bietet eindeutige Hinweise zur Probenpraxis, um Einheitlichkeit und Genauigkeit bei der Prüfung sicherzustellen.

Gerät:

Der Test verwendet eine Kurzbalken-Schervorrichtung, um die Probe in dreifacher Biegung zu belasten. Die Abmessungen der Vorrichtung und die Belastungsrate sind für das Erzielen genauer und reproduzierbarer Ergebnisse von grundlegender Bedeutung. Der Standard gibt die Konfiguration der Testvorrichtung an, einschließlich der Stützspanne und der Abmessungen der Belastungsnase, um die Variabilität der Testergebnisse zu verringern.

Verfahren:

Der Techniker legt die Probe auf die Stützen der Schervorrichtung und übt eine Last auf den Mittelpunkt der Spanne aus. Die Last dehnt sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus, bis die Probe versagt. Notieren Sie die maximale Last bei Versagen. Um Konsistenz bei exklusiven Prüfungen sicherzustellen, stellen wir spezielle Befehle für die Belastungsrate und Ausrichtung der Probe bereit.

Bedeutung:

Der Kurzstrahlkrafttest ermöglicht eine gewisse Scherfestigkeit zwischen den Schichten eines Verbundgewebes. Dies ist entscheidend für Anwendungen, bei denen Delamination zu katastrophalen Ausfällen führen kann, wie etwa bei Luft- und Raumfahrt- oder Automobilkomponenten. Die Ergebnisse dieses Tests helfen bei der grafischen Darstellung und zufriedenstellenden Handhabung von Verbundstrukturen und stellen sicher, dass sie Betriebsbelastungen standhalten können.

ASTM D2344 in der Industrie

Der ASTM D2344-Standard wird insbesondere in Branchen verwendet, die auf Verbundwerkstoffe angewiesen sind. In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden beispielsweise Komponenten wie Flügel, Rumpfabschnitte und Steuerflächen häufig aus Verbundwerkstoffen hergestellt. Die Sicherstellung der interlaminaren Scherenergie dieser Zusatzstoffe ist von entscheidender Bedeutung, da Delamination zu einem katastrophalen Versagen führen würde. Mithilfe der Einhaltung von ASTM D2344 können Hersteller sicherstellen, dass ihre Verbundstoffe über die erforderliche Scherkraft verfügen, um Betriebsbelastungen standzuhalten.

Darüber hinaus verwendet die Automobilindustrie Verbundwerkstoffe, um das Fahrzeuggewicht zu reduzieren und gleichzeitig Dynamik und Haltbarkeit zu erhalten. Zusatzstoffe wie Karosserieteile, Fahrwerkskomponenten und Innenraumsysteme profitieren vom hohen Energie-Gewichts-Verhältnis von Verbundwerkstoffen. Die Norm ASTM D2344 ermöglicht die Validierung der Qualität und Zuverlässigkeit dieser Materialien und stellt sicher, dass sie unter verschiedenen Belastungssituationen einwandfrei funktionieren.

Was ist der ASTM D6641-Standard?

ASTM D6641 mit dem Titel „Standardprüfverfahren für Druckeigenschaften von Verbundwerkstoffen mit Polymermatrix unter Verwendung einer Prüfvorrichtung für kombinierte Druckbelastung (CLC)“ betont die Druckeigenschaften von Verbundwerkstoffen mit Polymermatrix.

• Schlüsselkomponenten von ASTM D6641

Umfang:

Mit diesem Prüfverfahren werden Druckfestigkeit, Elastizitätsmodul und Poissonzahl von Verbundwerkstoffen mit Polymermatrix bestimmt. Es ist sowohl für unidirektional als auch für multidirektional faserverstärkte Werkstoffe relevant.

Historischer Kontext:

Da Verbundwerkstoffe zunehmend in lasttragenden Anwendungen eingesetzt werden, besteht Bedarf an standardisierten Methoden zur Bewertung ihrer Druckfestigkeit. ASTM D6641 wurde entwickelt, um diesem Bedarf gerecht zu werden und bietet eine zuverlässige Methode zur Messung der Druckfestigkeit und anderer damit verbundener Eigenschaften.

Prüfling:

Die Standardprobe ist ein rechteckiger Stab, im Allgemeinen mit einem Längen-Breiten-Verhältnis von etwa 10:1. Die Dicke sollte ein Hinweis auf die beabsichtigte Anwendung des Materials sein. Wir haben detaillierte Informationen für die Probenpraxis bereitgestellt, um Genauigkeit und Konsistenz bei der Prüfung sicherzustellen.

Ausrüstung:

Der Test verwendet eine Vorrichtung für kombinierte Kompressionsbelastung (Combined Loading Compression, CLC), die auf die Probe sowohl Schub- als auch Schubkräfte ausübt. Diese Vorrichtung reduziert Biegungen und Knicken während des Tests. Die Norm legt das Design und die Abmessungen der CLC-Vorrichtung fest, um Einheitlichkeit und Reproduzierbarkeit der Testergebnisse sicherzustellen.

Verfahren:

Die CLC-Vorrichtung spannt die Probe ein und sorgt so für die richtige Ausrichtung. Anschließend wird eine Druckbelastung mit konstanter Geschwindigkeit ausgeübt, bis es zum Versagen kommt. Notieren Sie die maximale Belastung und Verformung. Geben Sie detaillierte Anweisungen zum Laden und Ausrichten der Probe, um die Testvariabilität zu begrenzen.

Bedeutung:

Diese Testmethode liefert wichtige Daten zum Druckverhalten von Verbundstoffen, die für Strukturpakete entscheidend sind. Die Wahrnehmung von Druckkraft und -modul erleichtert die Entwicklung von Additiven, die Druckbelastungen standhalten können, ohne zu versagen. Die Ergebnisse dieses Tests werden bei der Stoffauswahl, dem Design und fantastischen Managementtechniken verwendet.

ASTM D6641 in Textilanwendungen

ASTM D6641 ist nur manchmal direkt auf Textilanwendungen anwendbar, da es sich auf die Druckeigenschaften von Verbundwerkstoffen mit Polymermatrix und nicht auf Stoffe spezialisiert. Die Konzepte der Druckprüfung in ASTM D6641 können jedoch analoge Vorgehensweisen in der Textiltechnik fördern, vor allem zur Beurteilung des Druckverhaltens nicht traditioneller Textilverbundstoffe, die in anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt werden.

Beispielsweise können wir Textilverbundstoffe, die Fasern und Polymere enthalten, auf ihre Druckfestigkeit und Steifheit prüfen, um sicherzustellen, dass sie die strukturellen Anforderungen technischer Textilien erfüllen, die in Schutzkleidung, Fahrzeuginnenräumen oder Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendet werden. Obwohl sie nicht mehr speziell für Textilien entwickelt wurden, können die Methoden in ASTM D6641 die manuelle Verbesserung und Prüfung von Hochleistungsgewebeverbundstoffen unterstützen.

Was ist der ASTM D3512-Standard?

ASTM D3512, eine hochentwickelte „Standardtestmethode für Random Tumble Pilling Tester“, ist direkt mit der Bewertung der Pillingbeständigkeit von Textilgeweben verbunden. Diese Methode bietet eine Möglichkeit, die Tendenz des Gewebes zur Pillingbildung mithilfe eines Random Tumble Pilling Testers zu vergleichen.

• Wichtige Aspekte von ASTM D3512

Umfang:

Mit dieser Prüfmethode wird die Pilling- und Fusselbildung von Stoffmaterialien beurteilt. Sie ist auf eine große Bandbreite von Materialarten anwendbar, darunter auch gewebte und gestrickte Stoffe.

Historischer Zusammenhang:

Pilling ist für Textilhersteller und Verbraucher ein großes Problem, da es sowohl die Haltbarkeit als auch die Gesamtleistung von Stoffen beeinträchtigt. ASTM D3512 wurde entwickelt, um eine standardisierte Methode zur Bewertung der Pillingbeständigkeit von Stoffen bereitzustellen und Hersteller dabei zu unterstützen, die Robustheit und Ästhetik ihrer Produkte zu verbessern.

Prüfling:

Die Probe ist üblicherweise ein rundes Stück Stoff, das aus dem Probestoff geschnitten wird. Wir untersuchen mehrere Proben, um statistische Zuverlässigkeit sicherzustellen. Die Norm gibt Tipps zur Probenvorbereitung und -reduzierung, um Einheitlichkeit bei der Prüfung zu gewährleisten.

Gerät:

Der Random Tumble Pilling Tester enthält eine zylindrische Kammer, die mit Kork gefaltet ist. Die Kammer rotiert, wodurch die Stoffproben und eine kleine Menge Schleifmaterial taumeln und interagieren und so Abnutzung simulieren. Das Design und der Prozess des Testers sind im Allgemeinen darauf ausgerichtet, konsistente Ergebnisse zu gewährleisten.

Verfahren:

Legen Sie die Proben in die Kammer neben ein bestimmtes Schleifgewebe. Nachdem sich die Kammer für eine festgelegte Zeit dreht, entfernen wir die Proben und untersuchen sie auf Pilling und Flusen. Irgendwann im Test erhalten die Teilnehmer spezielle Anweisungen zur Menge und Art des zu verwendenden Schleifgewebes.

Bewertung:

Der Pillinggrad wird üblicherweise visuell klassifiziert, typischerweise mithilfe einer Reihe von Standardbildern oder Bewertungsskalen. Während der Prüfung bewerten Experten Stoffe nach der Menge, Größe und Sichtbarkeit der gebildeten Knötchen. Der Standard bietet bestimmte Kriterien für die Bewertung des Pillings, um Konsistenz und Genauigkeit bei der Bewertung sicherzustellen.

Bedeutung:

Dieses Testverfahren bietet eine zuverlässige Möglichkeit, das Pillingverhalten von Stoffen im realen internationalen Einsatz vorherzusagen. Hersteller können diese Informationen nutzen, um die Stoffproduktion zu verbessern und Stoffe auszuwählen, die weniger anfällig für Pilling sind, wodurch die Qualität und Haltbarkeit von Textilprodukten verbessert wird. Die Ergebnisse dieses Tests helfen bei der Stoffauswahl, Produktverbesserung und Qualitätskontrollverfahren in der Textilindustrie.

ASTM D3512 in der Textilproduktion

ASTM D3512 wird in der Textilindustrie häufig verwendet, um die Pillingbeständigkeit von Stoffen zu bewerten. Pilling ist ein häufiges Problem, das das Aussehen und die Gesamtleistung von Textilprodukten beeinträchtigt. Durch Befolgen des weit verbreiteten ASTM D3512 können Hersteller die Pillingbeständigkeit verschiedener Stoffe vergleichen und fundierte Entscheidungen hinsichtlich der Materialauswahl und Stoffherstellung treffen.

In der Bekleidungsindustrie beispielsweise behalten Kleidungsstücke aus Stoffen mit hoher Pilling-Resistenz ihr Aussehen und ihre Qualität über die Jahre hinweg, hauptsächlich um die Kundenzufriedenheit zu steigern. Auch im Bereich der Heimtextilien profitieren Produkte wie Polstermöbel, Bettwäsche und Vorhänge von Stoffen, die Pilling widerstehen, sodass sie auch bei längerem Gebrauch attraktiv und haltbar bleiben.

Was sind die Unterschiede zwischen der Norm ASTM D 2344, der Norm ASTM D6641 und der Norm ASTM D3512?

Obwohl ASTM D2344, ASTM D6641 und ASTM D3512 alle wichtige Standards in ihren jeweiligen Bereichen sind, erfüllen sie spezifische Funktionen und unterliegen unterschiedlichen Arten von Materialien und Testbedingungen. Hier sind die wichtigsten Unterschiede:

Materieller Fokus:

• ASTM D2344: Konzentriert sich auf Verbundwerkstoffe mit Polymermatrix und deren Laminate, insbesondere auf die Bewertung der interlaminaren Scherkraft.

• ASTM D6641 befasst sich ebenfalls mit Polymermatrix-Verbundwerkstoffen, bewertet jedoch Druckeigenschaften wie Energie, Modul und Poissonzahl.

• ASTM D3512: Bezieht sich auf Textilgewebe und vergleicht die Pillingresistenz bei Verwendung einer Zufalls-Trommelmethode.

Testziele:

• ASTM D2344: Ziel ist die Messung der Scherkraft zwischen den Schichten von Verbundwerkstoffen, wichtig für Anwendungen, bei denen Delamination ein Problem darstellt.

• ASTM D6641 misst die Druckeigenschaften von Verbundwerkstoffen und liefert wichtige Informationen für Strukturanwendungen mit Materialien unter Druckbelastung.

• ASTM D3512: Bewertet die Pillingresistenz von Stoffen und gibt Aufschluss über die Haltbarkeit und das Aussehen des Stoffes nach dem Tragen.

Testproben:

• ASTM D2344: Verwendet rechteckige Stäbe aus Verbundwerkstoff, die so konstruiert sind, dass sie bei interlaminarer Scherung häufig versagen.

• ASTM D6641: Verwendet rechteckige Stäbe aus Verbundwerkstoff, optimiert zur Messung von Druckfestigkeiten und Knicken.

• ASTM D3512: Verwendet kreisförmige Stoffproben, die in einem Pilling-Tester einer Taumelbewegung ausgesetzt werden.

Prüfgerät:

• ASTM D2344: Erfordert eine Kurzbalken-Schervorrichtung für Dreipunkt-Biegetests.

• ASTM D6641: Verwendet eine Vorrichtung mit gemischter Belastungskompression (CLC) zum Aufbringen von Druckmassen.

• ASTM D3512: Beinhaltet einen Random Tumble Pilling Tester mit einer zylindrischen Kammer zur Simulation von Materialverschleiß.

Vorgehensweise und Entwicklung:

• ASTM D2344: Beinhaltet die Anwendung einer Last bis zum Versagen der Probe und die Berechnung der Scherenergie basierend auf der Höchstlast.

• ASTM D6641: Umfasst das Anwenden einer Drucklast bis zum Versagen sowie die Berechnung der Druckfestigkeit, des Moduls und der Poissonzahl.

• ASTM D3512: Beinhaltet das Taumeln von Stoffproben über einen festgelegten Zeitraum, beobachtet durch visuelle Beurteilung und eine Bewertung der Pillingbildung.

Bedeutung und Anwendung:

• ASTM D2344 ist in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie von entscheidender Bedeutung und wird in Strukturpaketen verwendet, die Verbundstoffe enthalten.

• ASTM D6641: unverzichtbar für Baustatik und Konstruktion, um sicherzustellen, dass Verbundwerkstoffe Druckmassen standhalten.

• ASTM D3512: Unverzichtbar für die Textilindustrie. Unterstützt Hersteller bei der Produktion von Stoffen, die über die Jahre hinweg ihr Aussehen behalten und angenehm zu tragen sind.

Schlussfolgerung

Die ASTM-Normen für Material Abrieb- und Pillingtests, sowie die für Verbundwerkstoffe, bieten grundlegende Empfehlungen zur Beurteilung der Leistung und Haltbarkeit von Stoffen. ASTM D2344, ASTM D6641 und ASTM D3512 dienen jeweils unterschiedlichen Zwecken, von der Messung der interlaminaren Scherkraft und der Druckfestigkeit von Verbundwerkstoffen bis zur Bewertung der Pillingbeständigkeit von Stoffen. Das Verständnis dieser Normen ist für Hersteller und Ingenieure von grundlegender Bedeutung, um die außergewöhnliche Zuverlässigkeit und Haltbarkeit ihrer Produkte in zahlreichen Anwendungen sicherzustellen.

In den sich rasch entwickelnden Bereichen der Werkstofftechnik und des Maschinenbaus spielen diese Normen eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung von Technologie und Innovation. Durch die Einhaltung dieser Anforderungen können Branchen sicherstellen, dass ihre Produkte strenge Qualitätsanforderungen erfüllen und in ihren vorgesehenen Anwendungen zuverlässig funktionieren. Sie gewährleisten die Festigkeit von Luft- und Raumfahrtkomponenten. Und das Gleiche gilt auch für Autoteile und Textilprodukte. Die ASTM-Anforderungen bieten einen starken Rahmen für gute Garantien und kontinuierliche Verbesserung.

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