Métodos de teste padrão ASTM D3574 para materiais celulares flexíveis

ASTM D3574 descreve uma série de testes utilizados para caracterizar as propriedades de espumas flexíveis de poliuretano. Essas espumas são mais comumente utilizadas pelas indústrias de móveis, roupas de cama e automotiva para a criação de assentos e colchões que irão melhorar a ergonomia do consumidor e maximizar o conforto. Para formar uma imagem completa das propriedades mecânicas de um material, são necessários testes extensivos de acordo com ASTM D3574. Este guia foi elaborado para apresentar os elementos básicos dos testes ASTM D3574, incluindo uma visão geral do equipamento, software e amostras necessárias.

ASTM D3574 inclui 18 testes mecânicos diferentes projetados para avaliar as propriedades de compressão, tração e resistência ao rasgo da espuma. Os testes mais comumente realizados são os testes de compressão, que têm maior impacto no desempenho do produto. Embora nem todos os 18 testes exijam o uso de uma máquina de testes universal, os seguintes exigem:
Teste B1 - Teste de Deflexão por Força de Recuo (IFD) *Mais Comum
Teste B2 - Teste de Comprimento do Medidor Residual de Indentação (IRGL)
Teste C - Teste de Deflexão da Força de Compressão *Mais Comum
Teste D - Teste de conjunto de compressão de deflexão constante
Teste E - Teste de Tração
Teste F - Teste de Resistência ao Rasgo
Embora os testes estáticos forneçam informações valiosas sobre as propriedades e limitações iniciais da espuma, os testes dinâmicos de longo prazo fornecem aos fabricantes informações sobre a durabilidade do produto. O usuário final espera que os produtos de espuma ofereçam suporte não apenas no primeiro uso, mas também no milésimo e milionésimo uso. Os seguintes testes podem ser realizados em sistemas dinâmicos ElectroPuls:

Ensaio I2 - Ensaio Dinâmico de Fadiga, Rolo Cisalhante
Teste I3 - Teste de Fadiga Dinâmica, Batida de Força Constante
Teste I4 - Teste de Fadiga Dinâmica, Almofada de Carpete
Teste I5 - Teste de Fadiga Dinâmica, Pounding de Deflexão Constante
Existem muitos métodos de teste diferentes que se aplicam a vários tipos de espumas, incluindo espumas rígidas de poliuretano. ASTM D3574 aplica-se apenas a espumas flexíveis de poliuretano: a definição técnica entre flexível e rígida é explicitamente definida na norma. O teste ASTM D3574 é ideal para realizar testes comparativos entre diferentes amostras de espuma, muitas vezes diferenciadas por composição química, densidade e porosidade. Este padrão é frequentemente realizado em conjunto com análises de pressão mais sofisticadas para imitar a carga aplicada pelo corpo humano.

ASTM D3574 é realizada em um sistema de teste universal. A maioria dos testes de compressão ASTM D3574 são realizados em um sistema de coluna dupla. O tamanho da amostra e dos acessórios relacionados requer o uso de um sistema de coluna dupla, enquanto os testes de tração e resistência ao rasgo podem ser realizados em um sistema de coluna dupla ou de coluna única. Um sistema de 5kN ou 10kN (1125 ou 2250 lbf) é o mais comum, capaz de aplicar a grande maioria das forças de compressão e tração produzidas durante os testes ASTM D3574.

A norma ASTM D3574 exige o uso de um acessório de compressão especializado que minimiza a variabilidade entre laboratórios ao realizar os testes B1 e B2. O acessório possui base perfurada com diâmetros e espaçamentos de furos definidos, o que permite que o ar flua através da espuma enquanto está sob compressão. A bigorna utiliza um assento esférico para autoalinhar durante um teste, minimizando qualquer carga descentralizada.

Para o teste C, deve ser utilizada uma placa rígida perfurada. Para o teste D, podem ser usadas placas rígidas padrão não perfuradas. Para estes testes, o tamanho das placas depende da geometria necessária da amostra. Como ambos os testes recomendam um tamanho de amostra de 50 mm x 50 mm x 25 mm, uma placa padrão de 6 polegadas de diâmetro é adequada.

A realização dos testes de tração e rasgo requer o uso de garras de ação lateral. As garras avançadas com ação de parafuso são ideais devido à sua capacidade de ajustar manualmente a pressão de fixação e a distância entre as faces da mandíbula. As amostras de espuma são muito complacentes e a maioria das garras acionadas pneumaticamente transmitem muita pressão de fixação e fazem com que a amostra falhe prematuramente. Faces serrilhadas são normalmente usadas para evitar que a amostra escorregue da face da mandíbula.