การทดสอบแรงดึง (Tensile Test) สำหรับ Plastic Film
การทดสอบแรงดึง (Tensile Test) เป็นหนึ่งในวิธีการทดสอบทางกล ที่ใช้เพื่อวัดคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ เช่น ความแข็งแรง และความยืดหยุ่น วัตถุประสงค์ของการทดสอบนี้ คือการวัดความต้านทานของวัสดุต่อแรงที่ดึง จนกระทั่งวัสดุเกิดการขาด หรือแตกหัก
วัสดุที่ทดสอบแรงดึง
วัสดุที่ต้องทดสอบแรงดึง (Tensile Test) มีหลากหลายประเภท เนื่องจากการทดสอบนี้เป็นวิธีที่สำคัญในการประเมินคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุที่นำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ต่อไปนี้คือตัวอย่างของวัสดุที่มักจะต้องผ่านการทดสอบแรงดึง
1. โลหะ (Metals)
- เหล็ก (Steel): ใช้ในโครงสร้างอาคารและสะพาน อุตสาหกรรมยานยนต์ และการผลิตเครื่องจักร
- อลูมิเนียม (Aluminum): ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์ เนื่องจากมีน้ำหนักเบาและความต้านทานการกัดกร่อน
- ทองแดง (Copper): ใช้ในอุตสาหกรรมไฟฟ้า เนื่องจากมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าดี
- ไททาเนียม (Titanium): ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ และอุตสาหกรรมการแพทย์ เนื่องจากความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบา
2. พลาสติกและพอลิเมอร์ (Plastics and Polymers)
- พอลิเอทิลีน (Polyethylene – PE): ใช้ในการผลิตบรรจุภัณฑ์ ฟิล์ม และท่อ
- พอลิพรอพิลีน (Polypropylene – PP): ใช้ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์และชิ้นส่วนรถยนต์
- พอลิเมทิลเมทาคริเลต (PMMA): ใช้ในการผลิตกระจกอะคริลิคและอุปกรณ์แสงสว่าง
- ไนลอน (Nylon): ใช้ในสิ่งทอและชิ้นส่วนเครื่องจักร
3. วัสดุคอมโพสิต (Composites)
- ไฟเบอร์กลาส (Fiberglass): ใช้ในการผลิตเรือ ชิ้นส่วนยานยนต์ และวัสดุก่อสร้าง
- คาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber): ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์ที่ต้องการความแข็งแรงสูงแต่น้ำหนักเบา
- คอมโพสิตของพอลิเมอร์เสริมแรง (Fiber-Reinforced Polymer – FRP): ใช้ในงานวิศวกรรมโครงสร้างและการซ่อมแซมโครงสร้าง
4. วัสดุเซรามิก (Ceramics)
- อลูมินา (Alumina): ใช้ในเครื่องมือการแพทย์และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
- ซิลิกอนคาร์ไบด์ (Silicon Carbide): ใช้ในอุตสาหกรรมที่ต้องการความแข็งแรงสูงและทนต่อการสึกหรอ
5. ยางและอิลาสโตเมอร์ (Rubber and Elastomers)
- ยางธรรมชาติ (Natural Rubber): ใช้ในอุตสาหกรรมยางล้อและผลิตภัณฑ์ยาง
- ซิลิโคน (Silicone): ใช้ในอุตสาหกรรมการแพทย์และผลิตภัณฑ์ทนความร้อน
6. กระดาษ (Paper)
- กระดาษคราฟท์ (Kraft Paper): สำหรับนำไปทำบรรจุภัณฑ์
- กระดาษพิมพ์เขียน (Printing and Wringting): ใช้ในสำนักงาน หรือพิมพ์หนังสือ
การทดสอบ Tensile Test สำหรับ Plastic Film
การทดสอบแรงดึง (Tensile Test) ของพลาสติกฟิล์ม เป็นกระบวนการที่สำคัญ ในการวัดคุณสมบัติเชิงกลของฟิล์ม เช่น ความแข็งแรง และความยืดหยุ่น ซึ่งมีผลต่อการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น บรรจุภัณฑ์ การผลิตชิ้นส่วน และการเคลือบพื้นผิว
การทดสอบ Tensile Test เป็นการดึงชิ้นทดสอบ ซึ่งทําให้ชิ้นทดสอบตกอยู่ใต้สภาวะการยืด และเป็นกระบวนที่ทําให้ชิ้นทดสอบเกิดการเสียรูป โดยการเสียรูปเป็นการเปลี่ยนแปลง รูปทรงของชิ้นทดสอบจากแรงที่กระทํา การตรวจวัดการเสียรูป (Elongation) จะวัดจากการเปลี่ยนแปลง ขนาดชิ้นทดสอบเทียบกับขนาดเริ่มต้น นั้นคือการเสียรูปจะวัดจากความยาวของระยะทดสอบ (gauge length) ที่เปลี่ยนแปลงไปในการทดสอบเทียบกับระยะทดสอบเริ่มต้น ระยะทดสอบ เป็นช่วงความยาวมาตรฐานที่ใช้ในการวัดระดับการยืดหรือการเสียรูปที่เกิดขึ้นในระหว่างการทดสอบ
การทดสอบ Tensile ของพลาสติกฟิล์ม โดยทั่วไป จะตามมาตรฐาน ASTM D882 (Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting) ซึ่งในมาตรฐานจะกำหนดนิยามคำว่า Thin sheeing และ film ว่าจะต้องมีความหนาไม่เกิน 1.0 mm หรือ 0.04 in. ถ้าตัวอย่างมีความหนาเกิน 1.0 mm จะให้ทดสอบตามมาตราฐาน ASTM D638
การเตรียมตัวอย่าง
ความกว้าง: ได้ตั้งแต่ 5.00 – 25.4 mm โดนปกติส่วนใหญ่จะเตรียมที่ขนาด 15 mm และ 25.4 mm
ความยาว: มากกว่าระยะห่างของตัวจับ (Clamp) อย่างน้อย 50 mm
การตั้งค่าการทดสอบ
ในการตั้งค่า Initial grip หรือระยะห่างของตัวจับ (Clamp) เริ่มต้น และความเร็วในการทดสอบ (Test Speed) จะขึ้นอยู่กับ %Elongation หรือ % การยืดตัวของตัวอย่างที่นำมาทดสอบ โดยทั่วไปถ้าเป็น พลาสติกฟิล์ม จะมี % Elongation > 100 หรือถ้าเป็นพวกโลหะ จะมี %Elongation <20 สามารถตั้งค่าได้ตามตารางด้านล่าง
| % Elongation at break | Initial grip (mm) | Test Speed (mm/min) |
| Less than 20 | 125 | 12.5 |
| 20 – 100 | 100 | 50 |
| Greater than 100 | 50 | 500 |
ผลการทดสอบ (Test Results)
- Ultimate Tensile Strength (UTS) or Tensile Strength: แรงดึงสูงสุดที่ฟิล์มพลาสติกสามารถรับได้ก่อนที่จะขาด
- Elongation at Break: การยืดตัวของฟิล์มเมื่อเกิดการขาด หรือแตกหัก ซึ่งบ่งบอกถึงความยืดหยุ่นของฟิล์ม
- Tensile Modulus (Modulus of Elasticity): อัตราส่วนระหว่างความเค้นและความเครียดในช่วงที่ฟิล์มยังคงความยืดหยุ่น ความยืดหยุ่นแสดงถึงความสามารถในการกลับคืนสู่สภาพเดิม (resilience) หรือสติฟเนสความยืดหยุ่นของวัสดุ ซึ่งสามารถคํานวณได้โดยการหารแรงเค้น ในช่วงขีดจํากัดการยืดหยุ่นด้วยความเครียดที่เกิดขึ้น ณ แรงเค้นนั้น โมดูลัสความยืดหยุ่นเป็น สมบัติที่ใช้ในการเปรียบเทียบวัสดุที่ชัดเจน
- Yield Strength : จุดที่ฟิล์มเริ่มเสียรูปถาวร
- Tensile Energy to Break: ค่าพลังงาน หรือพื้นที่ใต้กราฟที่ทำให้ตัวอย่างเกิดการขาด
พื้นที่ใต้กราฟแรงเค้นความเครียดทั้งหมดเป็นค่าพลังงานที่จําเป็นในการทําให้วัสดุ แตกหักและเป็นค่าที่แสดงถึงความแกร่งของวัสดุ หรือค่าโมดูลัสความแกร่งซึ่งเป็นการวัด การดูดซับพลังงานของวัสดุ วัสดุที่มีความเหนียวจะเกิดการโค้งงอก่อนการแตกหักหรือเกิดการเสียรูปก่อนแตกร้าว และความเหนียวยังทําให้วัสดุมีความสามารถในการขึ้นรูปเพิ่มขึ้น
โดยทาง Chemical House เป็นตัวแทนจำหน่าย เครื่องมือวัด เครื่องทดสอบในห้องปฏิบัติการ ในอุตสาหกรรมพลาสติกฟิล์ม กระดาษ และโลหะ ซึ่งมีเครื่อง Tensile Tester ของแบรนท์ Thwing Albert จากประเทศ USA จำหน่าย
เครื่องของ Thwing Albert จะเป็น Universal Testing Machine (UTM) คือสามารถทดสอบได้ทั้งแรงดึง (Tensile Test), แรงกด (Compression Test), ทดสอบแรงลอก (Peel Test), ทดสอบสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (COF) เป็นต้น ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่นำมาต่อเข้ากับเครื่อง รวมไปถึงวัสดุที่นำมาทดสอบได้หลากหลาย เช่น พลาสติกฟิล์ม กระดาษ ผ้า กระดาษทิชชู่ หรือพวกบรรจุภัณฑ์ประเภทต่างๆ
เครื่องรุ่น Vantage NX จะเป็นรุ่นล่าสุดของเครื่อง UTM ซึ่สามารถเลือก Load cell ในการทดสอบได้ถึง 4 capacity คือ 1 kN, 2kN, 5kN และ 10 kN รวมถึง Crosshead Travel (ความสูงของระยะทดสอบ) มีให้เลือกตั้งแต่ 24-48 in.
สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ ppsales@chemihouse.com
หรือ Line OA หรือ Add line จาก QR Code ด้านล่าง
