ISO 6603-2 경질 플라스틱의 관통 충격 거동

더욱 강화되어 가는 필요 조건들 때문에 플라스틱 재료의 기계적, 화학적 특성에 대한 더욱 까다로운 허용 기준들이 필요하게 되었습니다. 이러한 재료들 일부는 구조물 재료의 용도로 새로 사용되기도 하는 이유로 충격과 같은 동적 상태의 영향을 받을 때의 거동을 이해하는 것이 필수적이기도 합니다. 재료의 동적 파괴는 더 느리고 일정한 속도의 시험에서 발견할 수 있는 결과와는 다른 양상을 보입니다. 특히 많은 변수들이 재료의 특성에 영향을 미칠수 있는 플라스틱의 경우는 더욱 그러합니다. 특정 재료의 형태로 만들기 위해 폴리머가 사용되는 방법이나 사용되는 수지가 충진된 것인지의 여부, 염료 첨가제, 성형 과정 등의 모든 것들이 최종 재료 뿐만이 아니라 최종 제품의 강도와 내구성에까지 영향을 미치게 됩니다. ISO 6603-2에 따라 시험을 함으로써 재료 엔지니어와 디자인 엔지니어 모두에게 강도나 연성, 인성 및 에너지 흡수 특성과 같은 재료의 특성을 찾을 수 있도록 시험할 수 있습니다.
  
이 시험을 위해서 Dynatup® Model 9250HV을 사용하였으며 Model 8902-01 15.6 kN tup과 20mm 직경의 반구형 tup insert 및 Impulse™ 데이터 획득 및 분석 시스템, 이 표준 규격에 따라 디자인된 40mm 직경의 공압식 시편 고정 장치를 사용하였습니다. 충격을 가하는 추의 무게는 20kg, 충격 속도는 4.4 m/s로, 데이터 획득을 위한 시간 범위는 30 milliseconds로 하였습니다.

ISO 6603-2 에 시편은 고정시키지 않고 놔두어도 된다고 되어 있습니다. 그러나 시편을 잡아준 경우와 잡아주지 않은 경우에 충격점이 바뀌어서 시험 결과가 달리 나올 수도 있음을 알 수 있습니다. 또한 가장자리의 움직임이 시험 데이터에 높은 진폭의 진동을 유발할 수도 있습니다. Tup insert와 시편 사이에서 발생할 수 있는 마찰의 역효과를 최소화하기 위하여 스트라이커 끝부분에 바셀린과 같은 윤활제를 바르도록 표준에서는 요구하고 있습니다.

윤활제가 발라진 스트라이커로 얻은 시험 결과는 명백히 그 재료의 물성 하한값보다 낮게 나타납니다. 시험에 사용되는 가용 에너지는 시험 시작점에서부터 최대 하중점(peak (maximum) load)까지 속도가 20% 이상 감속해서는 안되는 수준이어야 합니다. 가용 충격 에너지는 최대 하중에서의 에너지 보다 최소한 3배 이상이어야 하고 속도의 감속은 20% 미만이어야 합니다.

이 시험은 표준 시험실 환경인 섭씨 23(± 2)도,  상대 습도 50% 내에서 이뤄져야 합니다. 시험 조건과 시험 온도를 변경하고 특정 충격 속도에서 제어된 시험을 실시함으로써 재료가 연성에서 취성 파괴 모드로 변하는 온도를 대부분의 플라스틱 재료에서 알아낼 수 있습니다.

 
이 시험 구성은 충격 조건 하에서의 플라스틱 재료의 성능 특성을 판단하는 데 아주 유용합니다. 플라스틱 납품자나 고객 모두가 제품의 성능을 판단하기 위하여 그 시험 결과를 이용할 수 있습니다. 환경 챔버를 사용하면 그 재료가 더 차거나 따뜻한 환경에 적용되었을 때 어떻게 거동하는 지에 대해서도 알아볼 수 있습니다.