두 개의 단성 폼 시료가 모두 <강한 data-start="952" data-end="962">2.5 kN에 도달합니다.
첫 번째는 0.25 MPa에서 보고됩니다. 두 번째는 1.00 MPa에서 보고됩니다.
처음 보면 계산 오류처럼 보입니다. 그렇지 않을 수도 있습니다.
첫 번째 시편의 하중 면이 100 × 100 mm이고 두 번째 시편이 50 × 50 mm라면, 하중 셀은 계산된 압축 응력의 4배 차이를 내면서도 정확히 같은 힘을 측정할 수 있습니다.
이는 <강한 data-start="1380" data-end="1411">ASTM D1621 압축 테스트를 생각하는 유용한 방법입니다.
기계는 힘과 변위를 측정합니다. 공학적 결과는 특정 단단한 셀룰러 플라스틱에 대한 측정값이 의미하는 바에 따라 달라집니다.
Area matters. 원래 높이가 중요합니다. 로딩 방향이 중요합니다. 압축 곡선의 형태도 중요합니다.
그리고 많은 고체 재료와 달리, 강체 폼은 항상 편리한 고장 피크를 제공하지 않습니다.
ASTM D1621-16(2023)은 특히 팽창 플라스틱을 포함한 강성 세포 재료의 압축 특성을 다룹니다. 이 방법은 하중 변형 데이터를 사용하여 압축 응력, 적용 가능한 최대 하중 시 압축 강도, 유효 탄성률과 같은 압축 특성을 결정합니다.
테스트 엔지니어에게 유용한 질문은 단순히 다음과 같지 않습니다:
기계가 얼마나 힘을 가할 수 있을까요?
It: is:
시스템이 이 폼이 압축 상태에서 실제로 무엇을 하는지 측정할 수 있나요?
ASTM D1621은 무엇을 측정하나요?
강성 폼은 단순히 고체 플라스틱의 저밀도 버전이 아닙니다.
기계적 반응은 세포 구조에서 옵니다: 공허 공간을 둘러싼 폴리머 벽과 지지대. 압축 시 세포들은 변형되고, 휘어지고, 으스러지고, 결국 서로 뭉쳐집니다.
이는 기존 고체 공학 플라스틱과는 상당히 다른 응답을 제공합니다.
ASTM D1621은 이 동작을 특징짓기 위해 제어 압축을 사용합니다. 재료 반응과 필요한 결과에 따라 시험은 압축 응력, 압축 강도, 변형, 완전한 하중-변형 응답, 유효 계수에 관한 정보를 제공할 수 있습니다.
중요한 점은 이러한 특성들이 힘, 시료 치수, 변형 간의 관계에서 나온다는 것입니다.
힘은 압축 응력이 아닙니다
예를 들어 단단한 PU 폼 시료가 다음과 같은 수준에 도달한다고 가정하자:
2,400 N
그 로드된 면 측정값:
100 × 100 mm
따라서 로드된 영역은 다음과 같습니다:
10,000 mm²
해당 응력은 다음과 같습니다:
2,400 / 10,000 = 0.24 MPa
이제 다음과 같은 하중된 면을 가진 더 작은 표본을 취합니다:
50 × 50 mm
그 시료도 2,400 N에 도달하면:
2,400 / 2,500 = 0.96 MPa
같은 힘.
계산된 응력의 4배.
이 구분은 테스트 기계를 지정할 때 특히 중요합니다. 예상 압축 응력을 0.6 MPa로 제시한 재료 데이터시트는 아직 시험이 1 kN, 6 kN, 또는 20 kN을 필요로 하는지 알려주지 않습니다.
여전히 로드된 영역이 필요합니다.
예비 기계 크기 조정:
예상 힘 ≈ 예상 응력 × 하중 면
적예를 들어, 0.6MPa 재료를 100 × 100mm 페이스에서 테스트한 결과는 다음과 같습니다:
0.6 N/mm² × 10,000 mm² = 6,000 N
또는 대략적으로:
6 kN
이 숫자는 ASTM 명칭 자체보다 장비 선택에 훨씬 유용합니다.
곡선이 항상 편리한 피크를 제공하지는 않습니다
여기서 강체 폼 압축 테스트가 더 흥미로워집니다.
일부 재료는 압축 응답에서 인식 가능한 최대 값을 발생시킵니다.
Others는 그렇지 않습니다.
대신 곡선은 점진적인 셀룰러 붕괴를 거치지만 운영자가 기대했던 뚜렷한 초기 피크를 만들지 못할 수 있습니다.
이것이 실질적인 문제를 만듭니다.
다음을 중심으로 구축된 소프트웨어 템플릿:
최대 힘 찾기 → 영역별로 나누어 → 강도 보고
폼이 기대 영역에서 의미 있는 최대값을 내지 못할 때까지는 잘 작동합니다.
단지 소프트웨어가 필요하다고 해서 화면에서 가장 높은 숫자를 선택하는 것이 답이 아닙니다.
보고된 특성은 ASTM D1621에서 정의한 관측된 물질 반응 평가를 따라야 합니다.
따라서 좋은 첫걸음은 결과 상자뿐만 아니라 전체 압축 곡선을 살펴보는 것입니다.
폼 내부에서는 무슨 일이 일어나나요?
세포 구조를 보면 곡선의 모양이 더 이해가 됩니다.
로딩 전에는 폼의 부피 대부분이 빈 공간입니다.
테스트 초기 단계에서 셀 벽과 지지대가 하중을 지탱하며 변형되기 시작합니다. 압축이 증가하면 좌굴, 압박 또는 파손이 세포 네트워크 전체로 퍼질 수 있습니다.
이 경우 밀도가 높은 고체 폴리머에서 기대할 수 있는 비례적 응력 증가 없이 비교적 큰 변형이 일어나는 영역을 만들 수 있습니다.
계속 압축하면 사용 가능한 셀룰러 공간이 점점 줄어듭니다.
결국 재료는 밀도화에 들어갑니다.
이 단계에서 플래텐의 추가 움직임이 이미 압축된 물질을 점점 더 결합하게 만듭니다. 겉으로 보이는 강성이 빠르게 상승하기 때문에 폼 압축 곡선 끝이 급격히 위로 향할 수 있습니다.
그 급격한 상승이 반드시 유용한 재료 강도 지점을 의미하지는 않습니다.
이는 단순히 세포 구조가 다른 압축 단계에 들어섰다는 의미일 수 있습니다.
같은 폼, 다른 로딩 방향
공급업체가 압축 강도를 0.62 MPa.라고 보고합니다.
귀하의 들어오는 검사 결과 0.48 MPa.
어느 실험실이든 질문하기 전에 한 가지를 확인하세요:
표본들은 어떻게 방향을 잡았나요?
강체 폼은 이방성일 수 있습니다.
제조 및 확장 과정에서 세포 구조가 선호되는 방향을 형성할 수 있습니다. 셀은 모든 방향에서 기계적으로 동일하지 않고 상승 방향을 따라 길어질 수 있습니다.
이제 같은 패널에서 두 개의 표본을 가져와.
상승 방향에 평행하게 한 쪽을 압축하세요.
다른 방향으로 다른 방향으로 테스트하세요.
Same material. 명목상 밀도는 동일합니다. 같은 기계.
하지만 셀룰러 구조가 다르게 로드되기 때문에 압축 반응이 달라질 수 있습니다.
공급자 자격 및 일상적인 QC를 위해 시료 방향과 시료 치수를 함께 관리해야 합니다.
그렇지 않으면 실제 재료 이방성은 기계 반복성 저하나 공급업체 간 불일치로 보일 수 있습니다.
Two Dimensions, Two Different Errors
강체 폼 압축의 경우, 시료 치수는 단순히 시험 보고서에 필요한 정보가 아닙니다.
이들은 계산에 직접 참여합니다.
그리고 너비나 길이의 오류는 높이 오류와 다르게 작용합니다.
Loaded Area Changes Stress
측정된 힘이 다음과 같다고 가정하자:
3,000 N
그리고 실제 로드된 영역은 다음과 같습니다:
100 × 100 = 10,000 mm²
계산된 응력은 다음과 같습니다:
0.30 MPa
9,000 mm²라는 잘못된 면적을 입력하면 동일한 측정 힘은 다음과 같습니다:
0.333 MPa
기계적으로 아무 변화도 없습니다.
로드셀은 여전히 3,000N을 측정했습니다.
차원 입력이 차이를 만들었습니다.
원래 높이가 변형 참조를 변경함
이제 실제 원래 높이가 다음과 같은 시료를 고려해 봅시다:
50.0 mm
압축은 다음과 같습니다:
5.0 mm
명목 압축은 다음과 같습니다:
5 / 50 × 100 = 10.0%
원래 높이가 잘못 입력된 경우 45.0 mm:
5 / 45 × 100 = 11.1%
역시 기계가 똑같은 동작을 수행했습니다.
참조 차원만 변경되었습니다.
하지만 보고된 변형은 10.0%에서 11.1%로 이동했습니다.
이 점은 정의된 변형에서 결과를 평가할 때 중요합니다.
간단한 테스트도 기계적 세팅이 나쁠 수 있습니다
Foam block. 상부 플래튼. 하부 플래튼. 압박하세요.
기계적으로 ASTM D1621은 간단해 보입니다.
그 단순함이 설정 문제를 숨길 수 있습니다.
평행한 표면, 중심에 위치한 시료, 올바르게 정렬된 플라텐을 통해 하중은 시료 면을 따라 통제된 방식으로 전개됩니다.
상단 플래튼을 약간 기울이면 한쪽 가장자리가 먼저 닿을 수 있습니다.
시편을 중심에서 벗어나게 두면 압축 조건이 편심이 됩니다.
하중이 적힌 표면이 좋지 않은 시료를 사용하면 전체 면이 하중을 지니기 전에 국소 압축이 시작될 수 있습니다.
소프트웨어는 여전히 부드러운 곡선을 표시할 수 있습니다.
이는 시료가 균일한 압축을 경험했다는 의미는 아닙니다.
압축 곡선이 잘못 보일 때
이상한 곡선이 바로 폼에 결함이 있음을 증명하지는 않습니다.
곡선의 모양이 조사할 위치를 알려줍니다.
만약 시작할 때 힘이 비정상적으로 빠르게 상승한다면, 초기 접촉 조건을 확인하세요. 의도치 않은 프리로드, 고르지 않은 시료 표면, 또는 일쪽 플래튼 접촉을 확인하세요.
곡선이 예상보다 노이즈가 크면 전기 노이즈를 먼저 가정하지 마세요. 세포 구조는 점진적으로 부서지거나 파손될 수 있으며, 이러한 사건들이 힘 신호로 나타날 수 있습니다. 그래도 시료가 움직였는지, 힘 측정 범위가 적절한지 확인하세요.
복제 시료가 예상보다 더 다르다면, UTM을 넘어서 살펴보세요. 시료 밀도, 절단 위치, 하중 방향, 실제 치수, 표면 상태, 조절 및 가시 세포 구조를 비교합니다.
그리고 한쪽이 다른 쪽보다 훨씬 먼저 붕괴된다면, 시료 중심, 표면 평행성, 재료 방향을 점검하세요.
압축된 시료는 그래프만큼이나 유용한 경우가 많습니다.
곡선이 무언가 발생했을 때를 알려줍니다.
이 시료가 알려줄 수 있습니다 왜.
크로스헤드 움직임이 항상 정확한 시료 변형은 아닙니다
범용 테스트 기계는 움직이는 크로스헤드가 얼마나 멀리 이동했는지 알고 있습니다.
이것이 자동으로 폼이 정확히 같은 양만큼 짧아진다는 뜻은 아닙니다.
크로스 헤드 움직임에는 기계 준수, 고정구 변형, 플래튼 좌석 및 기타 부하 트레인 부품 등에서 작은 기여가 포함될 수 있습니다.
일상 테스트의 경우, 해당 절차에서 지정한 변위 방법이 충분히 적절할 수 있습니다.
변형이나 모듈러스 정확도가 특히 중요한 경우, 정확한 시편 변형률로 간주하기 전에 변위 채널이 실제로 측정하는 바를 확인해야 합니다.
이 구분은 현재 국제 강질 폼 시험에서도 반영되어 있습니다. ISO 844:2026은 변형을 결정하는 방법에 따라 절차를 구분합니다.
ASTM D1621 작업의 경우 실질적인 교훈은 간단합니다:
변위 측정값이 무엇을 의미하는지 알아야 합니다.
ASTM D1621 압축 시험 실행
중ASTM 명칭이 모든 설치 질문에 답한다고 가정하지 말고, 재료나 고객 사양부터 시작하세요.
시료 준비, 치수, 조건, 방향 또는 보고에 대한 요구사항은 해당 제품 사양에 의해 정의될 수 있습니다.
시편을 준비하고 응력 및 변형 계산에 필요한 치수를 기록하세요. 폼에 제조 방향이나 상승 방향이 알려져 있다면, 테스트 전에 반드시 식별하세요.
하중된 표면을 점검하고 시료를 적절한 압축 플라텐 사이에 중앙에 배치하세요.
필요한 초기 접촉 조건을 설정한 후 압축 테스트를 수행하면서 완전한 힘-변위 응답을 기록합니다.
테스트가 끝나면 즉시 시료를 버리지 마세요.
봐.
압축이 꽤 균일했나요?
한쪽이 먼저 무너졌나요?
플래텐 사이에서 이동했나요?
물리적 시료가 곡선이 보여주는 것과 일치하나요?
그 다음 ASTM D1621과 적용 재료 사양에 따라 요구되는 압축 특성을 평가합니다.
UTM을 블랙박스처럼 간주해 자동으로 "압축 강도" 값을 생성하는 것보다 더 신뢰할 만합니다.
ASTM D1621 대 ASTM D695
두 표준 모두 압축을 포함하지만, 서로 다른 재료 구조를 대상으로 합니다.
| Test Consideration | ASTM D1621 | <번째 data-start="15744" data-end="15757" data-col-size="sm" class="last:pe-10">ASTM D695|
|---|---|---|
| Material focus | Rigid cellular plastics | Rigid plastics |
| Structure. | Cellular / foam | 고체 폴리머 |
| 일반적인 동작 | Cell 변형 및 붕괴 | 벌크 재료 압축 |
| 일반적인 표본 | Foam block | Solid plastic specie |
| 주요 관심사 | 셀룰러 압축 응답 | 고체 플라스틱 압축 특성 |
단단한 PU 폼과 솔리드 엔지니어링 플라스틱 모두 손에 들면 뻣뻣하게 느껴질 수 있습니다.
이것이 기계적으로 동등하다는 뜻은 아닙니다.
만약 <강한 data-start="16265" data-end="16288">단단한 단체 플라스틱을 시험한다면, ASTM D695가 더 적합한 방법일 수 있습니다.
<강한 data-start="16340" data-end="16366">강성 셀룰러 플라스틱을 위해 ASTM D1621을 평가해야 합니다.
이 구분은 ASTM D1621 문서와 ASTM D695 압축 시험 가이드 사이에 유용한 내부 연결 경로를 만듭니다.
ASTM D1621 대 ISO 844
ISO 844는 강성 셀룰러 플라스틱의 압축 특성도 다룹니다.
이 방법들은 밀접하게 관련된 응용을 다루지만, 실험실은 결과가 자동으로 교환 가능하다고 가정하기보다는 고객이 지정한 표준과 판을 따라야 합니다.
현재 ISO 판은 ISO 844:2026입니다.
요구사항에 ASTM D1621이 명시되어 있다면 실행하여 ASTM D1621을 보고하세요. ISO 844라고 적혀 있다면, 지정된 ISO 절차를 중심으로 테스트를 구성하세요.
동일한 범용 테스트 머신이 올바르게 구성되면 두 가지 모두를 지원할 수 있습니다.
얼마나 많은 기계 용량이 필요한가요?
기계 선택은 예상 재료 반응과 시료 면적부터 시작합니다.
Suppose:
예상 최대 응력 = 0.8 MPa
그리고 표본 면은 다음과 같습니다:
100 × 100 mm
로드된 영역은 다음과 같습니다:
10,000 mm²
Since:
1 MPa = 1 N/mm²
추정 최대 힘은 다음과 같습니다:
0.8 × 10,000 = 8,000 N
or:
8 kN
이제 기계 선택 논의에 유용한 출발점이 생겼습니다.
하지만 용량만으로는 부족합니다.
시험 시스템은 적절한 힘 측정 범위, 시료에 충분히 큰 압축 플래튼, 충분한 수직 시험 공간, 필요한 변형을 위한 충분한 이동 범위, 그리고 올바른 변위 및 소프트웨어 구성이 필요합니다.
기계는 충분한 힘 용량을 가지고 있어도 시험에 적합하지 않을 수 있습니다.
작동 예시: 100 × 100 × 50mm 강체 PU 폼
다음 요구사항을 가진 QC 실험실을 고려해 보십시오:
재료: 단단한 폴리우레탄 폼
ASTM D1621
시료: 100 × 100 × 50 mm
예상 응력: 0.2–0.8 MPa
적재 방향: 상승 평행
테스트 부피: 50표/일
필요한 출력: 압축 성질 + 완전 곡선
로드된 영역은 다음과 같습니다:
100 × 100 = 10,000 mm²
At 0.2 MPa:
F = 0.2 × 10,000 = 2,000 N
0.8 MPa에서:
F = 0.8 × 10,000 = 8,000 N
따라서 예상되는 작업 영역은 대략적으로:
2–8 kN
이제 표본 크기만 변경하세요.
만약 로드된 면이 다음과 같다면:
200 × 200 mm
이 지역은 다음과 같다:
40,000 mm²
같은 0.8 MPa에서:
F = 0.8 × 40,000 = 32,000 N
or:
32 kN
재료가 네 배로 강해지지 않았다.
적재 면적이 4배로 커졌습니다.
이 때문에 시료 치수를 기계 용량이 최종 확정되기 전에 알아야 합니다.
RS-8000의 강체 폼 압축 설정
계산된 힘이 유용한 측정 범위 내에 속하는 응용 사례의 경우, ITM-LAB RS-8000 범용 시험기는 10–50 kN을 제공합니다 더 큰 시편과 고힘 강성 폼 압축 시험을 위한 구성.
위 예시에서는 실제 적용을 중심으로 구성이 검토됩니다:
2–8 kN 예상 작업력, 100 × 100 mm 하중 면, 50 mm 초기 높이, 필요한 압축 이동 거리, 플래튼 크기, 시험 공간, 변위 측정, 시험 부피.
수백 뉴턴만 생산하는 훨씬 작은 저밀도 폼 시료는 다른 응용입니다. 이 경우 더 낮은 힘의 시스템이 더 적절한 측정 범위를 제공할 수 있습니다.
용량 숫자가 커도 반드시 더 나은 테스트 시스템이 되는 것은 아닙니다.
ASTM D1621 RFQ와 함께 무엇을 보내야 할까요?
저희에게 연락하기 전에 전체 기계 구성을 알 필요는 없습니다.
표본 정보가 더 유용합니다.
| Requirement | What to Send |
|---|---|
| Material | PU / PIR / EPS / XPS / PVC FOAM / OTHER |
| Specimen size | L × W × H |
| 로딩 방향 | Rise / transverse / other |
| Expected stress | kPa 또는 MPa, 알고 있다면 |
| Expected force | N 또는 kN, 알려져 있다면 |
| Test volume | Specimens/day |
| Required results | 강도 / 응력 / 변형 / 모듈러스 / 곡선 |
| Standard | ASTM D1621 / 고객 방법 |
| Supporting information | 도면 / 사진 / 이전 보고서 |
예상 힘이 알려지지 않았지만 압축 응력과 시편 치수를 알고 있다면, 대략적인 작업력은 다음과 같이 추정할 수 있습니다:
Force ≈ Stress × Loaded Area
두 값 모두 제공되지 않으면 재료 데이터시트, 시료 도면, 이전 시험 보고서 또는 샘플 정보를 보내세요.
FAQ
ASTM D1621은 무엇을 측정하나요?
ASTM D1621은 강성 세포 재료, 특히 팽창 플라스틱의 압축 특성을 다룹니다. 재료 반응과 필요한 평가에 따라 이 시험은 압축 응력, 압축 강도, 변형 거동, 하중-변형 데이터, 유효 모듈러스를 제공할 수 있습니다.
현재 ASTM 목록은 ASTM D1621-16(2023)입니다.
강체 폼의 압축 응력은 어떻게 계산하나요?
기본 응력 수준에서:
압축 응력 = 힘 / 원래 하중 면적
예를 들어:
3,000 N / 10,000 mm² = 0.30 MPa
보고된 특성에 사용되는 구체적인 지점은 ASTM D1621 및 적용 가능한 재료 규격을 따라야 합니다.
폼에 명확한 최대 하중이 표시되지 않으면 어떻게 하나요?
인위적으로 피크를 만들지 마세요.
일부 경성 폼은 인식 가능한 최대값을 내는 반면, 다른 폼은 점진적인 세포 붕괴를 통과하며 동일한 명확한 피크를 보이지 않습니다. 전체 시험 중 기록된 최대 힘을 자동으로 보고하는 대신, ASTM D1621에서 요구하는 절차를 따라 곡선을 평가하세요.
왜 하중 방향이 강체 폼 압축 결과에 영향을 미치나요?
셀룰러 구조는 확장 또는 제조 과정에서 방향성이 변할 수 있습니다.
상승 방향과 평행하게 하면, 두 시료가 같은 패널에서 나와도 다른 방향으로 하중할 때와 다른 방향으로 하중할 때는 다른 반응을 보일 수 있습니다.
ASTM D1621과 ASTM D695의 차이점은 무엇인가요?
ASTM D1621은 강성 폴리머 폼과 같은 강성 셀룰러 재료에 적합합니다. ASTM D695는 강성 플라스틱의 압축 특성을 다룹니다.
폼의 세포 구조는 고체 고분자와는 다른 압축 역학을 만듭니다.
ASTM D1621에 필요한 기계 용량은 얼마인가요?
ASTM D1621 기계 용량은 단일 존재하지 않습니다.
Start by estimating:
예상 힘 ≈ 예상 압축 응력 × 하중 면
적그 다음 힘 측정 범위, 시료 크기, 플래튼 크기, 시험 공간, 필요한 이동 거리, 변위 측정, 소프트웨어 요구사항을 검증합니다.
기계가 아니라 폼부터 시작하세요
ASTM D1621은 기계적으로 간단해 보입니다: 두 플래튼 사이에 단단한 폼 시료를 놓고 압축하는 방식입니다.
이 측정은 설명보다 더 까다롭습니다.
부하된 면적은 힘을 응력으로 변환합니다. 원래 높이는 변형 기준을 설정합니다. 세포 방향은 반응을 바꿀 수 있습니다. 플래튼 접촉은 하중이 시료에 어떻게 들어가는지에 영향을 미칩니다. 곡선은 폼이 최대치에 도달하는지, 점진적으로 붕괴되고 있는지, 아니면 밀도가 높아지는지 보여줍니다.
장비 선택을 위해:
재료 → 시료 L × W × H → 하중 방향 → 예상 응력 → 예상 힘
그 다음 로드셀, 플래텐, 테스트 공간, 이동 거리, 배위 측정값을 결정합니다.
더 큰 시편과 작업 범위 내의 고힘 강성 폼 적용의 경우, the ITM-LAB RS-8000, 10–50 kN, 이 요구사항에 맞게 구성할 수 있습니다.
