Máy thử va đập bi rơi Falling Ball Impact Tester DL-LQ 2000 là thiết bị kiểm tra khả năng chịu va đập cơ học của vật liệu, linh kiện và sản phẩm thông qua phương pháp cho vật thể có khối lượng xác định rơi tự do từ độ cao quy định xuống bề mặt mẫu thử.

Thiết bị được sử dụng trong các phòng thí nghiệm kiểm tra chất lượng, phòng R&D, trung tâm kiểm định và dây chuyền sản xuất nhằm đánh giá khả năng chịu tác động của sản phẩm khi xảy ra va đập trong quá trình sử dụng, vận chuyển hoặc lắp đặt.

DL-LQ 2000 được định hướng cho các phép thử liên quan đến UL 1439, ASTM F963, EN 71 và IEC 61730, tùy theo cấu hình thiết bị, bộ gá và yêu cầu cụ thể của từng phương pháp thử.

1. Falling Ball Impact Tester là gì?

Falling Ball Impact Tester hay máy thử va đập bi rơi là thiết bị tạo ra một tác động va đập có kiểm soát bằng cách thả một vật thể/bi có khối lượng xác định từ độ cao xác định lên mẫu thử.

Nguyên lý cơ bản của phép thử dựa trên việc chuyển đổi thế năng của vật rơi thành năng lượng va đập:

E = m × g × h

Trong đó:

• E: năng lượng va đập, đơn vị J

• m: khối lượng vật rơi, đơn vị kg

• g: gia tốc trọng trường, khoảng 9,81 m/s²

• h: chiều cao rơi, đơn vị m

Khi tăng khối lượng vật rơi hoặc chiều cao rơi, năng lượng tác động lên mẫu thử sẽ tăng.

Nhờ kiểm soát được các yếu tố như khối lượng, chiều cao và vị trí va đập, phép thử có thể được thực hiện với tính lặp lại cao hơn so với phương pháp va đập thủ công.

2. Máy thử va đập bi rơi DL-LQ 2000 dùng để làm gì?

Thiết bị được sử dụng để đánh giá khả năng chống chịu của sản phẩm trước tác động cơ học đột ngột.

Các ứng dụng phổ biến bao gồm:

• Kiểm tra khả năng chịu va đập của vật liệu nhựa.

• Kiểm tra vỏ bảo vệ và các chi tiết polymer.

• Kiểm tra đồ chơi và sản phẩm dành cho trẻ em.

• Kiểm tra linh kiện điện – điện tử.

• Kiểm tra các bộ phận có yêu cầu về độ bền cơ học.

• Kiểm tra vật liệu hoặc kết cấu bảo vệ của module quang điện.

• Kiểm tra khả năng chịu tác động cơ học của bề mặt sản phẩm.

• Nghiên cứu và phát triển vật liệu mới.

• Kiểm tra chất lượng trong quá trình sản xuất.

Kết quả thử nghiệm có thể được sử dụng để xác định sản phẩm có đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn hoặc yêu cầu kỹ thuật của khách hàng hay không.

3. Nguyên lý hoạt động của DL-LQ 2000

Quá trình thử nghiệm của máy thử va đập bi rơi có thể được mô tả theo các bước:

Bước 1: Cố định mẫu thử

Mẫu được đặt trên vị trí thử nghiệm và cố định bằng bộ gá phù hợp.

Việc cố định mẫu rất quan trọng vì chuyển động ngoài ý muốn của mẫu có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.

Bước 2: Xác định điều kiện va đập

Người vận hành thiết lập điều kiện thử theo tiêu chuẩn hoặc yêu cầu kỹ thuật, bao gồm:

• Khối lượng vật rơi.

• Loại vật rơi.

• Chiều cao rơi.

• Vị trí va đập.

• Số lần va đập.

• Phương pháp cố định mẫu.

Bước 3: Nâng vật rơi

Vật rơi được đưa lên độ cao thử nghiệm xác định.

Bước 4: Thực hiện va đập

Cơ cấu nhả cho phép vật rơi tự do và tác động lên bề mặt mẫu.

Bước 5: Đánh giá mẫu

Sau thử nghiệm, mẫu được kiểm tra các dấu hiệu:

• Nứt.

• Vỡ.

• Biến dạng.

• Bong tách.

• Hư hỏng bề mặt.

• Lộ các bộ phận bên trong.

• Mất chức năng.

• Các nguy cơ mất an toàn khác theo tiêu chí của tiêu chuẩn.

4. DL-LQ 2000 và tiêu chuẩn UL 1439

UL 1439 – Standard for Tests for Sharpness of Edges on Equipment and Appliances là tiêu chuẩn liên quan đến việc đánh giá độ sắc của cạnh trên thiết bị và dụng cụ.

Khi một sản phẩm có cấu trúc dễ bị hư hỏng hoặc tạo ra cạnh nguy hiểm sau tác động cơ học, việc kiểm tra sau tác động có thể đóng vai trò trong đánh giá an toàn của sản phẩm.

Do đó, khi lựa chọn DL-LQ 2000 cho một dự án theo UL 1439, cần xác nhận phương pháp thử cụ thể, vật rơi, năng lượng/chiều cao và bộ gá trong phiên bản tiêu chuẩn hoặc yêu cầu thử nghiệm của khách hàng.

Không nên hiểu rằng mọi cấu hình của DL-LQ 2000 đều mặc nhiên được chứng nhận UL 1439. Khả năng đáp ứng tiêu chuẩn phụ thuộc vào cấu hình thiết bị và phương pháp thử tương ứng.

5. DL-LQ 2000 theo ASTM F963

ASTM F963 là tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng của Hoa Kỳ dành cho Safety Specification for Toys – yêu cầu an toàn đối với đồ chơi.

Trong ngành sản xuất đồ chơi, khả năng chịu tác động cơ học của các bộ phận và vật liệu là một trong những yếu tố cần được xem xét nhằm giảm nguy cơ sản phẩm bị hư hỏng và tạo ra các mối nguy trong quá trình sử dụng.

Máy thử va đập bi rơi có thể được sử dụng trong hệ thống thử nghiệm khi phương pháp thử cụ thể yêu cầu tạo ra tác động bằng vật rơi.

Đối với dự án ASTM F963, cần lựa chọn đúng:

• Vật rơi.

• Khối lượng vật rơi.

• Chiều cao.

• Bộ gá.

• Kích thước mẫu.

• Số lần thử.

• Tiêu chí đánh giá sau thử.

Vì vậy, khi báo giá hoặc lập SOR cho khách hàng, nên ghi rõ “configured according to the applicable ASTM F963 test method” thay vì chỉ ghi chung rằng thiết bị “đạt ASTM F963”.

6. Ứng dụng theo EN 71

EN 71 là nhóm tiêu chuẩn châu Âu liên quan đến Safety of Toys – An toàn đồ chơi.

Các phép thử cơ học trong EN 71 nhằm đánh giá những nguy cơ có thể xuất hiện trong quá trình trẻ em sử dụng đồ chơi, chẳng hạn như:

• Va đập.

• Kéo.

• Uốn.

• Xoắn.

• Rơi.

• Hư hỏng các bộ phận.

• Các chi tiết có thể gây nguy hiểm sau khi sản phẩm bị tác động.

Với các phép thử có sử dụng tác động bằng vật rơi, máy Falling Ball Impact Tester giúp tạo điều kiện thử nghiệm ổn định và có khả năng lặp lại.

Điều này đặc biệt hữu ích đối với nhà sản xuất đồ chơi cần kiểm soát chất lượng sản phẩm trước khi xuất khẩu sang thị trường châu Âu.

7. Ứng dụng trong kiểm tra module quang điện theo IEC 61730

Một ứng dụng đáng chú ý của phép thử va đập là lĩnh vực module quang điện – Photovoltaic (PV) modules.

IEC 61730 là bộ tiêu chuẩn về an toàn của module quang điện. IEC 61730-1 quy định các yêu cầu về cấu tạo nhằm đảm bảo module có khả năng vận hành an toàn về điện và cơ khí; IEC 61730-2 quy định các yêu cầu thử nghiệm.

IEC 61730-2 bao gồm các nhóm thử nghiệm liên quan đến:

• Nguy cơ điện giật.

• Nguy cơ cháy.

• Ứng suất cơ học.

• Ứng suất môi trường.

• Kiểm tra cấu trúc và độ an toàn của module.

Mục tiêu của hệ thống thử nghiệm là phát hiện những hư hỏng có thể dẫn đến cháy, điện giật hoặc thương tích trong quá trình sử dụng module PV.

Lưu ý quan trọng về IEC 61730

IEC 61730-2:2023 là phiên bản mới hơn IEC 61730-2:2016 và hiện được IEC công bố là phiên bản 3.0.

Trong IEC 61730 có các phép thử tác động cơ học, nhưng không nên đồng nhất tất cả các phép thử của IEC 61730 với “falling ball test”.

Ví dụ, tài liệu IEC 61730-2 trước đây mô tả MST 32 – Module breakage test, sử dụng một impactor dạng túi có khối lượng khoảng 45,5 kg, được nâng và thả để tạo tác động lên module.

Do đó, khi khách hàng yêu cầu:

“Falling Ball Impact Tester for IEC 61730”

cần xác nhận chính xác test method/MST number trước khi lựa chọn thiết bị.

8. Những yếu tố quyết định năng lượng va đập

Một trong những thông số quan trọng nhất của máy thử va đập là năng lượng va đập.

Công thức:

E = m × g × h

Ví dụ, nếu một vật có khối lượng 1 kg được thả từ độ cao 1 m:

E ≈ 1 × 9,81 × 1 = 9,81 J

Nếu tăng chiều cao lên 2 m:

E ≈ 19,62 J

Như vậy, cùng một vật rơi nhưng thay đổi chiều cao sẽ làm thay đổi đáng kể mức năng lượng tác động lên mẫu.

Đây là lý do khi lựa chọn máy, không nên chỉ quan tâm đến chiều cao rơi tối đa, mà cần xem xét đồng thời:

• Khối lượng vật rơi.

• Chiều cao rơi.

• Hình dạng vật rơi.

• Vật liệu vật rơi.

• Đường kính/ kích thước vật rơi.

• Phương pháp nhả vật.

• Bộ gá mẫu.

• Độ chính xác và khả năng lặp lại.

9. Cấu hình thiết bị cần quan tâm khi lựa chọn Falling Ball Impact Tester

Để DL-LQ 2000 phù hợp với từng ứng dụng, người dùng nên xác nhận các thông số sau với nhà cung cấp:

10. Ưu điểm của máy thử va đập bi rơi DL-LQ 2000

Kiểm soát điều kiện thử nghiệm

Thiết bị giúp kiểm soát các thông số chính của phép thử, từ đó giảm sự phụ thuộc vào thao tác thủ công.

Khả năng lặp lại

Cùng một điều kiện thử có thể được tái tạo nhiều lần để phục vụ đánh giá chất lượng sản phẩm.

Phù hợp cho phòng R&D và QC

Thiết bị có thể được sử dụng trong:

• Phòng nghiên cứu vật liệu.

• Phòng kiểm soát chất lượng.

• Phòng thử nghiệm sản phẩm.

• Phòng lab của nhà sản xuất.

• Trung tâm kiểm định.

• Bộ phận phát triển sản phẩm.

Hỗ trợ đánh giá thiết kế

Kết quả thử va đập giúp kỹ sư đánh giá:

• Vật liệu.

• Độ dày.

• Kết cấu.

• Thiết kế vỏ.

• Vị trí gia cường.

• Khả năng bảo vệ linh kiện bên trong.

11. Máy thử va đập bi rơi được ứng dụng trong những ngành nào?

Ngành sản xuất đồ chơi

Đánh giá khả năng chịu tác động của đồ chơi và các chi tiết liên quan đến yêu cầu an toàn cơ học.

Ngành nhựa

Kiểm tra độ bền va đập của:

• Tấm nhựa.

• Vỏ nhựa.

• Linh kiện ép phun.

• Chi tiết bảo vệ.

Điện – điện tử

Kiểm tra khả năng chịu tác động của:

• Vỏ thiết bị.

• Housing.

• Panel.

• Linh kiện và bộ phận bảo vệ.

Năng lượng mặt trời

Đánh giá các yêu cầu liên quan đến độ bền cơ học và an toàn của module PV trong hệ thống thử nghiệm phù hợp với IEC 61730.

Nghiên cứu vật liệu

So sánh khả năng chịu va đập giữa các loại vật liệu hoặc các thiết kế khác nhau.

12. Vì sao nên sử dụng thiết bị thử nghiệm chuyên dụng?

Nếu thực hiện phép thử bằng phương pháp thủ công, các yếu tố như:

• Chiều cao thả vật.

• Vị trí va đập.

• Góc va đập.

• Cách nhả vật.

• Độ ổn định của mẫu

có thể thay đổi giữa các lần thử.

Thiết bị chuyên dụng giúp chuẩn hóa quá trình thử nghiệm và tạo điều kiện thuận lợi để xây dựng quy trình QC/QA có tính lặp lại.

Đặc biệt đối với các doanh nghiệp sản xuất hàng loạt, việc chuẩn hóa phép thử có ý nghĩa quan trọng trong kiểm soát chất lượng.

13. DL-LQ 2000 – Giải pháp kiểm tra độ bền va đập cho phòng thí nghiệm

Falling Ball Impact Tester DL-LQ 2000 là giải pháp được định hướng cho các phép thử va đập sử dụng phương pháp vật rơi.

Thiết bị có thể được cấu hình theo yêu cầu của từng ứng dụng và phương pháp thử. Khi triển khai thực tế, cần đối chiếu đầy đủ tiêu chuẩn áp dụng, phiên bản tiêu chuẩn, test method, loại impactor, khối lượng, chiều cao rơi và tiêu chí Pass/Fail.

Đặc biệt đối với các tiêu chuẩn như IEC 61730, việc xác định đúng phép thử cụ thể là rất quan trọng bởi IEC 61730-2 bao gồm nhiều nhóm thử nghiệm khác nhau chứ không chỉ một phép thử va đập.

14. TM-TECH cung cấp máy thử va đập bi rơi Falling Ball Impact Tester

TM-TECH cung cấp giải pháp thiết bị thử nghiệm cho các phòng QC, R&D và phòng thí nghiệm trong nhiều ngành công nghiệp.

Đối với Falling Ball Impact Tester DL-LQ 2000, TM-TECH có thể hỗ trợ:

• Tư vấn lựa chọn cấu hình.

• Đối chiếu tiêu chuẩn thử nghiệm.

• Tư vấn bộ gá mẫu.

• Tư vấn điều kiện thử.

• Cung cấp thiết bị.

• Lắp đặt và hướng dẫn vận hành.

• Hỗ trợ xây dựng phương án thử nghiệm theo yêu cầu dự án.

Khi khách hàng cung cấp tiêu chuẩn áp dụng hoặc SOR, đội ngũ kỹ thuật có thể đối chiếu yêu cầu thử nghiệm để xác định cấu hình máy phù hợp.

15. Câu hỏi thường gặp về Falling Ball Impact Tester

Máy thử va đập bi rơi là gì?

Đây là thiết bị sử dụng vật rơi có khối lượng xác định để tạo tác động lên mẫu từ một độ cao xác định, nhằm đánh giá khả năng chịu va đập của sản phẩm hoặc vật liệu.

DL-LQ 2000 có thể dùng cho ASTM F963 không?

Có thể sử dụng khi cấu hình thiết bị và phương pháp thử phù hợp với yêu cầu cụ thể của ASTM F963. Cần xác nhận test method trước khi đặt hàng.

DL-LQ 2000 có dùng cho EN 71 không?

Thiết bị có thể được cấu hình cho các phép thử có yêu cầu tác động cơ học bằng vật rơi theo phương pháp thử tương ứng. Cần xác định chính xác phần và phép thử EN 71 áp dụng.

IEC 61730 có phải chỉ là bài thử bi rơi không?

Không. IEC 61730-2 bao gồm nhiều nhóm thử nghiệm về an toàn điện, cháy, cơ học và môi trường. Vì vậy cần xác định đúng MST/test method trước khi lựa chọn thiết bị.

Có thể thay đổi chiều cao rơi không?

Tùy cấu hình cụ thể của DL-LQ 2000. Chiều cao rơi cần đáp ứng yêu cầu của phương pháp thử đang áp dụng.

Có thể sử dụng máy cho nhiều loại sản phẩm không?

Có thể, nếu bộ gá, vật rơi và phạm vi điều kiện thử đáp ứng yêu cầu của từng sản phẩm và tiêu chuẩn.

KẾT LUẬN

Máy thử va đập bi rơi Falling Ball Impact Tester DL-LQ 2000 là thiết bị phục vụ kiểm tra khả năng chịu tác động cơ học của vật liệu và sản phẩm bằng phương pháp vật rơi có kiểm soát.

Thiết bị đặc biệt hữu ích trong các phòng thí nghiệm QC, QA, R&D, ngành nhựa, đồ chơi, điện – điện tử và các ứng dụng liên quan đến kiểm tra độ bền cơ học của sản phẩm.

DL-LQ 2000 có thể được xem xét cho các yêu cầu liên quan đến UL 1439, ASTM F963, EN 71 và IEC 61730. Tuy nhiên, việc xác nhận khả năng đáp ứng cần dựa trên phương pháp thử cụ thể và cấu hình thực tế của thiết bị, thay vì chỉ dựa trên tên tiêu chuẩn.

Liên hệ TM-TECH để được tư vấn cấu hình Falling Ball Impact Tester DL-LQ 2000 phù hợp với tiêu chuẩn, mẫu thử và yêu cầu kỹ thuật của dự án.