Nel processo di selezione dei materiali plastici, spesso vediamo due serie di dati paralleli, ISO e ASTM, che provengono da standard di prova diversi: l'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) e l'American Society for Testing and Materials (ASTM).
Molti ingegneri, quando confrontano le tabelle delle proprietà dei materiali, chiedono più frequentemente: "Entrambi misurano la resistenza alla trazione; qual è migliore, 50 MPa di ISO o 55 MPa di ASTM?" La risposta, sfortunatamente, è che non possono essere confrontati direttamente e talvolta la conversione è impossibile.
Perché i dati che "sembrano simili" non possono essere confrontati?
Sebbene ISO e ASTM misurino proprietà con gli stessi nomi, come resistenza all'urto e modulo di flessione, le diverse "variabili" nel processo di misurazione fanno sembrare i risultati finali come se si misurasse con un "righello metrico" e un "righello imperiale allungato": i valori non possono essere semplicemente confrontati.
Differenze chiave:
Forma e dimensioni del campione: anche con lo stesso materiale, una striscia lunga e una forma a manubrio mostreranno resistenze completamente diverse sotto stress. I campioni standard ISO sono generalmente più spessi o più lunghi dei campioni ASTM.
Velocità del test: i materiali polimerici sono viscoelastici. Se li allunghi velocemente, diventano più fragili e più forti; se li allunghi lentamente, diventano più resistenti. Ci sono spesso sottili differenze nelle specifiche della "velocità di trazione" tra ISO e ASTM.
Pretrattamento ambientale: il materiale deve essere posto a 23°C e con un'umidità del 50% per 24 o 48 ore? Quanta deviazione di temperatura è consentita durante il test? Queste sottili differenze ambientali possono modificare in modo significativo i risultati del test.
Lastra in PC altamente resistente agli urti
Casi tipici
Caso 1: resistenza all'impatto della trave a sbalzo (impatto LZOD)
Questo è il test più soggetto a malintesi.
Prova di resistenza all'urto Izod
| Elementi di differenza | ASTM D256 | iso180 |
| Spessore del campione | Tipicamente 3,2 mm (1/8 di pollice) | Tipicamente 4 mm |
| Forma della tacca | Relativamente fisso | Disponibile nel tipo A e nel tipo B |
| Unità di risultato | J/m (energia/larghezza del campione) | k/m² (energia/area della sezione trasversale) |
ASTM misura l'energia per unità di larghezza, mentre ISO misura l'energia per unità di area. Sebbene le unità possano essere convertite matematicamente, i valori risultanti non hanno ancora equivalenza accademica a causa dei diversi stati di tensione interna causati dallo spessore del campione.
Lastra in POM che offre buone prestazioni nei test di "allungamento a rottura".
Caso 2: Proprietà a trazione
Potresti pensare che la "forza di rottura" sia paragonabile, giusto? In realtà no.
Differenza: velocità di test
ASTM D638: consente una gamma più ampia di velocità di prova e ha velocità specifiche consigliate per materiali con moduli diversi.
La norma ISO 527 specifica requisiti di velocità estremamente severi. In particolare quando si misura il "modulo di trazione", l'ISO richiede la misurazione tramite un estensimetro a velocità estremamente basse (tipicamente 1 mm/min).
Poiché la plastica mostra una sensibilità significativa alla velocità di deformazione, se si utilizza una velocità ASTM più elevata, i dati di resistenza ottenuti saranno generalmente superiori ai dati ISO più lenti.
Lastra in PEEK, ottimo materiale resistente al calore
Una guida per evitare le trappole per gli ingegneri
Se stai selezionando materiali o esplorando alternative, segui questi principi:
1. Confronto all'interno dello stesso sistema: dare sempre la priorità ai confronti all'interno dello stesso sistema standard, ad esempio confrontando i valori ISO con altri valori ISO.
2. Cercare tabelle delle proprietà "doppio standard": molti grandi produttori internazionali (come DuPont e BASF) elencheranno entrambi i risultati dei test; questo è il riferimento più sicuro.
3. Concentrarsi sulle tendenze, non sui valori assoluti: se il materiale A è più resistente del 20% rispetto al materiale B secondo gli standard ASTM, allora il materiale A è solitamente migliore anche secondo gli standard ISO. Sebbene i valori numerici non possano essere convertiti direttamente, la classifica della superiorità prestazionale è generalmente coerente.
4. Prestare attenzione alle unità: soprattutto per la resistenza agli urti e la temperatura di distorsione termica, assicurarsi di controllare se il suffisso è kJ/m² o J/m.
In sintesi,
ISO e ASTM rappresentano due diversi insiemi di "regole del gioco". Sebbene entrambi descrivano le proprietà dei materiali, le differenze negli strumenti di prova, nelle dimensioni dei campioni e nella logica delle sollecitazioni creano lacune nei dati.
Nella ricerca, sviluppo e progettazione, la sostituzione forzata dei dati ASTM nei calcoli di simulazione che richiedono standard ISO può portare a una progettazione eccessiva o al guasto prematuro della struttura del prodotto.