ピンホール式試験機

複合材料で使用する炭素繊維・ガラス繊維と樹脂の界面せん断強度などを単糸で試験するピンホール式試験機を東京大学との共同研究で開発しました。

ただいま販売中です。お問い合わせはこちらから。

また、お客様から提供された樹脂と繊維の界面せん断強度計測を承ります。詳しくはこちらをご覧ください。

試験の概要

1. ピンホールに樹脂を充填する

径150ミクロン、深さ200ミクロンほどのピンホールに樹脂を充填します

2. 樹脂中に繊維を埋め込む

樹脂中に任意の長さで繊維を埋め込みます

3. 繊維を引抜き、最大応力と埋込深さから界面せん断強度を計算する

繊維が完全に引き抜けるまで荷重を計測し、最大荷重と埋込深さから界面せん断強度を求めます

試験の特徴

1. さまざまな樹脂や繊維で試験可能

ピンホールに樹脂を充填するため、低粘度の樹脂を含むさまざまな樹脂や繊維で試験可能です。
これまでPP、PA、PES、PEEK、エポキシなどの実績があります。
装置のヒーターは400°Cまで加熱可能ですので高融点の樹脂も扱えます。

2. 界面剥離過程の詳細を分析可能

荷重変位曲線から、どのように剥離が進むかの情報が得られます。

下のPEEK/CFの荷重変位曲線で、Aの区間は樹脂が弾性変形をしています。Bでは傾きが少し緩やかになっていますが、ここでは塑性変形していると考えられます。
最大応力に達した点で界面破壊が発生して応力が大きく落ち、その後Cの区間で界面摩擦によって荷重が発生しています。荷重が0になった点の変位が実際に埋め込まれていた長さです。

この荷重変位曲線では、樹脂が塑性変形していることから繊維と樹脂の接着力は十分強く、せん断強度を決めているのは樹脂の強度と判断できます。

一方、PP/CFの場合は変曲点が現れる前に最大応力に達して界面が破断しています。
この場合、繊維と樹脂の接着力は塑性変形前の樹脂せん断強度より弱いと考えられます。

3. データ再現性が良好

ばらつきが少なく、一般的な素材でCVは10%程度です。 そのため、さまざまな素材間でのデータも比較可能です。

他方式との比較

試験機

試験で必要なハードウェアとソフトウェア、治具一式がまとまっています。

また、オプションのソフトウェアで他の試験を追加することもできます。

基本機能

• 試験片作成
  樹脂への埋め込みはソフトウェアで制御し、埋込後の後処理も含めたヒーターの温度制御と深さの調整が可能です。

• 引抜試験
  一定速度で単糸を引抜き、変位荷重曲線を取得します。引抜き速度はソフトウェア上で変更可能です。
  試験が終了したら自動で界面せん断強度を計算し、変位、荷重、温度、外部入力、動画とともに保存します。

実際の試験例です。


• 簡易硬度計測
  熱硬化性樹脂の場合、通常条件では硬化してもピンホール式試験のようなごく微量だと硬化しないことがあります。
  圧子を自動的に特定のパターンで負荷・除荷し、圧子痕深さを試験片と比較用の樹脂ブロックで計測することで試験片の硬化状態を判断します。



• 作業や試験のデータは自動で保存し、オフラインソフトウェアで確認可能です。
  テキストファイルや動画ファイルとして書き出すこともできます。

オプションソフトウェア

• 疲労試験
  荷重を正弦波状に制御して界面に繰り返し負荷を与え、データの変化を記録します。

• 負荷除荷試験
  引抜き試験と同様に一定速度で単糸を引き抜きますが、途中で向きを反転させる（除荷する）ことができます。
  曲線の形状から、弾性変形しているか塑性変形しているかが分かります。

• 繊維埋込後温度プログラム機能
  繊維埋込後に最大32ステップ、1ステップあたり最長99分99秒の温度プログラムを実行できます。
  （図はプログラム設定画面の例です）

お問合せ

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