충격 시험기란?
충격 시험기란 충격시험을 하기 위한 시험기입니다.
충격 시험은 우리가 사용하는 제품이 충격을 받았을 때 충분한 강도가 있는지 확인하고, 파손될 경우 어떤 식으로 파손되는지 확인합니다. 우리가 일상적으로 사용하는 제품 중에는 충격 하중을 받으면서 사용되는 부품이나 우발적인 요인으로 충격을 받는 제품도 있습니다. 제품의 안전성을 유지하기 위해 충격 하중에 대한 내구성과 파손 방식을 평가하는 것은 제품 개발에 있어 필수적인 요소입니다.
충격 시험은 크게 두 가지로 구분할 수 있습니다. 전용 시험편을 만들어 소재 자체나 도막 등 특성으로서의 충격 강도를 확인하는 시험과 제품 자체의 충격 강도나 충격에 의한 파손 여부 등을 확인하는 시험입니다.
JIS 등에 의해 표준화된 시험의 대부분은 전자로 구분됩니다. 이들 시험에서는 시료에 충격이 가해졌을 때의 변형량, 팽창량, 수축량, 평탄도, 표면의 균열 등을 측정합니다.
충격 시험기의 사용 용도
충격 시험기는 제품이나 제품에 사용되는 부품, 그 재료가 규정된 충격 강도를 가지고 있는지 또는 어느 정도의 충격 강도를 가지고 있는지를 평가할 때 사용됩니다. 금속 재료나 수지의 충격 강도, 산업용 제품의 충격 하중에 대한 강도를 확인하기 위해 충격 시험기가 사용됩니다.
우리 생활에 없어서는 안 될 스마트폰은 평소에 충격 하중을 받지 않습니다. 하지만 실수로 떨어뜨리는 일은 충분히 일어날 수 있습니다. 이러한 우발적인 낙하에도 제품이 파손되지 않는지 확인하거나 어떤 식으로 파손되는지 알아보기 위해 충격 시험기를 이용한 충격시험이 이루어지고 있습니다.
충격 시험기의 원리
충격 시험에는 다양한 시험 방법이 있으며, 각각 전용 시험기가 있습니다. 충격 시험기의 원리로 공통적으로 말할 수 있는 것은 시험의 반복정확도를 확보하기 위해 시험편과 시험방법이 정해져 있다는 것입니다.
충격 시험기에서는 시험 대상에 충격 하중을 가하는데, 반복적으로 시험할 때 동일한 조건을 부여하는 것이 중요합니다. 충격시험을 하면 시험 대상물은 큰 소성변형이 발생하거나 균열이 발생하기도 하지만, 충격 하중의 미세한 차이에 따라 결과가 크게 달라질 수 있습니다.
시험 대상물 자체의 편차도 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 어떻게 하면 동일한 충격 하중을 반복적으로 가할 수 있는지, 재현성 높은 시험을 할 수 있는지에 대한 관점에서 시험 방법이 정해져 있습니다.
충격 시험기의 기타 정보
충격 시험의 종류
대표적인 충격 시험으로는 다음 세 가지를 들 수 있습니다.
1. 아이조드 충격 시험기
아이조드 충격 시험은 시편의 한쪽을 고정하고 반대편에 충격을 가하여 충격값을 측정하는 방법입니다. 절개한 시편의 한쪽을 고정하고 진자형 해머로 충격을 가합니다.
평가는 시편에 충돌한 해머가 코아성으로 들어 올랐을 때의 각도로 이루어집니다. 주로 재료의 인성, 끈기를 평가하는 시험 방법입니다.
2. 샤르피 충격 시험기
샤르피 충격시험은 재료의 취약성을 평가하는 시험입니다. 취약성이란 부서지기 쉬운 성질을 말합니다. 중앙을 절개한 시편의 양 끝을 고정하고, 그 중앙에 고정된 힘으로 충격을 가하여 그 때의 시편의 변형량과 파손 시 충격값의 크기를 측정하여 평가합니다.
파손 시에는 충격을 가하여 튀어오르는 해머의 위치 에너지를 이용하여 파손 시 시편이 흡수하는 에너지를 계산합니다.
3. 고가속도 충격 시험기
고가속도 충격 시험기는 충격 테이블 위에 측정 대상 제품을 고정하고 테이블에 충격 가속도 파형을 발생시켜 제품이 충격에 의해 어느 정도 손상을 입는지 측정하는 시험기입니다. 스마트폰, 노트북 등 전자기기에 사용됩니다.
이외에도 플라스틱 인장 충격 강도 시험, 듀폰식 낙하 충격 시험, 먼지 충격 시험 등이 있습니다.