Er jeres plast kvalificeret til virkeligheden?

Dansk plastemballage benyttes typisk i højautomatiserede produktionsmiljøer, hvor håndtering sker hurtigt. Hvis jeres plastmateriale er selekteret på baggrund af et traditionelt datablad, så er der størrelsesordener i forskel på styrketal opnået ved brug af træk- og tryktest. 

I Plastemballageindustrien har vi i årtier støttet os til leverandørernes datablade og standardiserede kvasistatiske træktests (som typisk udføres ved 1–500 mm/min.) til at kvalificere nye materialer og designs. Disse metoder giver værdifuld information om basisegenskaber som elasticitetsmodul, flydespænding og brudforlængelse – men de fortæller ikke hele historien.

Problemet med traditionel kvasistatisk mekanisk test 

Fordi plastmaterialer er viskoelastiske, opfører de sig anderledes ved høj hastighed, især PET, ABS og til en vis grad PP er tøjningshastighedsfølsomme, hvilket betyder, at deres styrke, stivhed og sejhed ændrer sig markant, når belastningen sker hurtigt (som ved tab, slag eller hurtig håndtering).
•    Ved lav hastighed: Materialet kan udvise duktil             adfærd med kontrolleret flydning.
•    Ved høj hastighed: Samme materiale kan blive             sprødt og gå til brud pludseligt

En beholder skal kunne klare fx: 

•    Hurtig indsættelse/fjernelse af  produkter i automatiserede linjer
•    Gentagne åbninger/lukninger af låg eller hængsler
•    Transport-inducerede rystelser og fald 

Men ingen af disse hændelser foregår ved en tøjningshastighed svarende til 50 mm/min.

Realistiske temperaturer og hastigheder 

Plastlaboratoriet på Teknologisk Institut har investeret i en ElectroPuls fra Instron for at hjælpe emballage-industrien med at kvalificere deres materialevalg ved relevante hastigheder og gentagne påvirkninger (udmattelse), hvor dét er relevant. Med det tilhørende klimakammer kan vi desuden konditionere prøverne til relevante temperaturer, og vi kan gennemføre en dynamisk / mekanisk analyse af emballagematerialets temperaturafhængighed.

Relevant for Industri 4.0 

Vi ser også en interesse for simulere produktions-miljøerne, og som så ofte, så hænger god simulering på gode input-data. Med dette udstyr kan vi teste med op til 1 m/s og DIC-udstyret, der hører til, optager billeder med op til 500 Hz, som er data af høj kvalitet at simulere ud fra.

Konklusion

Datablade er nødvendige – men utilstrækkelige – når hårde plastbeholdere skal performe i en højhastig-hedsvirkelighed. Når man tænker på hvor meget dokumentation, der kræves for at skifte et emballagemateriale, så er det afgørende at vælge på baggrund af realistiske og robuste data.