🔩 Biegeeigenschaften steifer und halbsteifer Kunststoffe — Dreipunktbiegung eines frei aufliegenden Balkens, Verfahren A (1 %/min) und B, Biegefestigkeit und Biegemodul; PN-EN ISO 178:2019-06

Werkstoffe und ZfP PN-EN ISO 178:

Übersicht

WAS DIE NORM BESCHREIBT. Anwendungsbereich laut PKN-Karte von PN-EN ISO 178:2019-06 (englische Fassung), vollständig (mit den Literaturverweisen in eckigen Klammern wie auf der Karte; unsere Übersetzung): „Dieses Dokument legt ein Verfahren zur Bestimmung der Biegeeigenschaften steifer und halbsteifer Kunststoffe unter festgelegten Bedingungen fest. Festgelegt werden Anforderungen an den empfohlenen Probekörper, angegeben werden aber auch die Parameter eines alternativen Probekörpers, der verwendet wird, wenn dies begründet ist. Angegeben wird ein Bereich von Prüfgeschwindigkeiten. Das Verfahren wird angewendet, um die Biegeeigenschaften von Probekörpern zu untersuchen und die Biegefestigkeit, den Biegemodul und andere Aspekte der Biegespannungs-Dehnungs-Beziehung unter festgelegten Bedingungen zu bestimmen. Es bezieht sich auf einen frei aufliegenden, in der Mitte der Stützweite belasteten Balken (Dreipunktbiegung). Das Verfahren wird zur Prüfung folgender Werkstoffe angewendet: - thermoplastische Werkstoffe für das Pressen, Spritzgießen und Extrudieren, einschließlich gefüllter und verstärkter Formmassen; steife duroplastische Tafeln; - duroplastische Werkstoffe, einschließlich gefüllter und verstärkter Formmassen; duroplastische Tafeln; In Übereinstimmung mit ISO 10350-1 [5] und ISO 10350-2 [6] gilt diese Internationale Norm für Werkstoffe, die mit Fasern einer Länge vor der Verwendung von höchstens 7,5 mm verstärkt sind. Für mit langen Fasern verstärkte Werkstoffe (Laminate) gilt bei einer Faserlänge über 7,5 mm ISO 14125 [7]. Das Verfahren wird gewöhnlich nicht für steife Schaumstoffe oder Mehrschichtstrukturen (Sandwichstrukturen) mit Schaumstoffen angewendet. In solchen Fällen gilt ISO 1209-1 [3] und/oder ISO 1209-2 [4]. ANMERKUNG 1 Bei einigen Arten faserverstärkter Kunststoffe wird die Vierpunktbiegeprüfung angewendet. Diese ist in ISO 14125 beschrieben. Das Verfahren verwendet Probekörper, die auf festgelegte Maße geformt, mechanisch aus dem Mittelteil eines Vielzweckprobekörpers herausgearbeitet (siehe ISO 20753) oder durch mechanische Bearbeitung aus Fertigerzeugnissen oder Halbzeugen wie Formteilen, Laminaten sowie extrudierten und gegossenen Tafeln hergestellt werden. Im Verfahren werden empfohlene Probekörpermaße angegeben. Prüfungen an Probekörpern mit abweichenden Maßen oder an unter anderen Bedingungen hergestellten Probekörpern können nicht vergleichbare Ergebnisse liefern. Andere Faktoren wie die Prüfgeschwindigkeit und die Konditionierung der Probekörper können die Ergebnisse ebenfalls beeinflussen. ANMERKUNG 2 Besonders bei spritzgegossenen teilkristallinen Polymeren beeinflusst auch die Dicke der orientierten Randschicht, die von den Verarbeitungsbedingungen abhängt, die Biegeeigenschaften. Das Verfahren ist nicht zur Bestimmung von Konstruktionskennwerten geeignet, kann aber in der Werkstoffprüfung und in der Qualitätskontrolle angewendet werden.“ Bei der ersten Werkstoffgruppe spricht die Karte von „steifen duroplastischen Tafeln“, der Text von ISO 178:2019 an dieser Stelle dagegen von steifen thermoplastischen Tafeln („rigid thermoplastics sheets“). Den Inhalt des Verfahrens lesen wir im Leseauszug von ISO 178:2019 (sechste Ausgabe, 2019-04) vom Deckblatt bis Abschnitt 5.4.3 (Messung der Durchbiegung) mit Inhaltsverzeichnis; die Abschnitte 6–11 (Probekörper, Konditionierung, Durchführung, Berechnung, Präzision, Prüfbericht) und die Anhänge A–D haben wir nicht.

NACH DEM TEXT VON ISO 178:2019 (Vorwort, Abschnitte 1–5.4.3). Die Norm wurde von ISO/TC 61 „Kunststoffe“, SC 2 „Mechanische Eigenschaften“, erarbeitet; die sechste Ausgabe ersetzte ISO 178:2010 und übernahm die Änderung ISO 178:2010/Amd.1:2013; Änderungen: nach Prüfungstyp differenzierte Kalibrieranforderungen, Einführung von Durchbiegungsaufnehmern, Wiedereinführung der Korrektur der Maschinennachgiebigkeit und ein neuer Anhang D (Zug- gegenüber Biegemodul). Anwendungsbereich (1): steife und halbsteife Kunststoffe — thermoplastische Form-, Extrusions- und Gießmassen (auch gefüllt und verstärkt), steife thermoplastische Tafeln, duroplastische Formmassen und Tafeln; Verbundwerkstoffe mit Fasern bis 7,5 mm Länge vor der Verarbeitung; für Laminate mit längeren Fasern — ISO 14125; gewöhnlich nicht für steife Schaumstoffe und Sandwichstrukturen mit Schaumstoffkern (ISO 1209-1, ISO 1209-2); Probekörper auf Maß geformt, aus der Mitte eines Vielzweckprobekörpers (ISO 20753) oder aus Erzeugnissen herausgearbeitet; Ergebnisse an Probekörpern anderer Maße oder anderer Herstellung können nicht vergleichbar sein; das Verfahren dient nicht der Bestimmung von Konstruktionskennwerten. Begriffe (3): konventionelle Durchbiegung sC = 1,5-fache Probekörperdicke (bei einer Stützweite L = 16h entspricht sie einer Dehnung von 3,5 %); Biegemodul Ef = (σf2 − σf1)/(εf2 − εf1) bei εf1 = 0,000 5 und εf2 = 0,002 5 — nur eine Näherung des Elastizitätsmoduls; steifer Kunststoff — Modul über 700 MPa, halbsteifer — 70–700 MPa. Prinzip (4): Der Probekörper wird mit konstanter Geschwindigkeit bis zum Bruch der äußeren Oberfläche oder bis zu einer Dehnung von 5 % durchgebogen, je nachdem, was zuerst eintritt; Verfahren A — 1 %/min während der gesamten Prüfung; Verfahren B — 1 %/min bei der Bestimmung des Moduls, danach 5 %/min oder 50 %/min je nach Duktilität; bei nichtlinearem Verhalten sind die Ergebnisse nur nominell. Maschine (5): nach ISO 7500-1 und ISO 9513; Geschwindigkeiten aus Tabelle 1 — 1, 2, 5 und 10 mm/min (± 20 %) sowie 20–500 mm/min (± 10 %), 1 mm/min für Probekörper mit 1–3,5 mm Dicke; Radius der Druckfinne R1 = 5,0 ± 0,2 mm, Radius der Auflager R2 = 2,0 ± 0,2 mm bei Dicken bis 3 mm und 5,0 ± 0,2 mm darüber; Parallelität ± 0,2 mm. Prüfungstypen (Tabelle 2): I — nur Spannung und Festigkeit; II — auch Dehnungen über 1 %; III — wiederholbarer Modul (Traversenweg mit Nachgiebigkeitskorrektur, ISO 9513 Klasse 2); IV — wahrer und präziser Modul (Durchbiegungsaufnehmer, ISO 9513 Klasse 1), nötig für Vergleiche zwischen Laboratorien; Kraft — ISO 7500-1 Klasse 1. Ein Modul aus unkorrigiertem Traversenweg ist „nicht geeignet“; beim Typ IV wird die Durchbiegung mit einer Genauigkeit von 1 % gemessen (± 3,4 µm bei L = 64 mm und h = 4,0 mm), beim Typ III — 2 % (± 6,8 µm).

STATUS (Stand der PKN-Karten am 08.10.2026). Die Karte von PN-EN ISO 178:2019-06 (englische Fassung) trägt keinen Vermerk der Zurückziehung: Titel „Kunststoffe -- Bestimmung der Biegeeigenschaften“ (unsere Übersetzung), Veröffentlichung 13-06-2019, 36 Seiten, Preisgruppe R, Sektor Chemie, KT 141 Kunststoffe, „Führt ein: EN ISO 178:2019 [IDT], ISO 178:2019 [IDT]“, „Ersetzt: PN-EN ISO 178:2011 – englische Fassung, PN-EN ISO 178:2011/A1:2013-06 – englische Fassung, PN-EN ISO 178:2011 – deutsche Fassung“, ICS 83.080.01. Karte von PN-EN ISO 178:2011 (englische Fassung): „Zurückgezogen und ersetzt durch PN-EN ISO 178:2019-06“, Veröffentlichung 27-01-2011, Zurückziehung 13-06-2019, sie führte EN ISO 178:2010 und ISO 178:2010 ein und ersetzte PN-EN ISO 178:2006 (polnische Fassung). Karte der Änderung PN-EN ISO 178:2011/A1:2013-06 (englische Fassung): „Zurückgezogen und ersetzt durch PN-EN ISO 178:2019-06“, Veröffentlichung 26-06-2013, Zurückziehung 13-06-2019, sie führte ISO 178:2010/Amd 1:2013 ein; Anwendungsbereich der Änderung, vollständig (unsere Übersetzung): „Geändert wurde der Inhalt der Abschnitte 5.5.1.1. und 5.5.1.2, die die Messung der Dicke bzw. der Breite des Probekörpers beschreiben. Geändert wurde Bild 5, das die Bestimmung der Probekörpermaße veranschaulicht“. Die aktuelle Ausgabe hat nur eine englische Fassung; eine polnische Fassung hatte die Ausgabe 2006.

WIE VIELE LABORATORIEN UND IN WELCHER FORM (Kopie der Datenbank der Akkreditierungsumfänge und aktuelle PCA-Dokumente, gelesen am 08.10.2026). Die Nummer 178 steht in 12 Datensätzen bei 11 Laboratorien; in den aktuellen PCA-Dokumenten (Ausgaben vom 16.07.2025 bis 06.10.2026) — in 12 Positionen bei denselben Laboratorien (AB 163 hat zwei: Festigkeit und Modul); keine Position ist ausgesetzt. Schreibweisen: „PN-EN ISO 178:2019-06“ — AB 001, AB 005 (neben PN-EN ISO 14125), AB 067, AB 163 (neben PN-EN ISO 14125); in einer Position die Ausgabe 2019-06 und die Ausgabe 2011 mit der Änderung A1:2013-06 — AB 044 (mit EN ISO 178 und ISO 178 beider Ausgaben), AB 1340 und AB 1640 (bei AB 1640 „Biegefestigkeit“ bei 2011/A1, „Elastizitätsmodul“ bei 2019-06); nur die Ausgabe 2011 mit der Änderung A1 — AB 1376 und AB 1808 (bei AB 1808 „Verfahren A“, neben PN-EN ISO 11296-4:2011 Anhang B); ohne Jahr — AB 023 („Verfahren: A“) und AB 128. Die Registerkarte „Laboratorien“ sucht Einträge, die mit dem eingegebenen Suchbegriff beginnen; der Suchbegriff dieses Eintrags „PN-EN ISO 178:“ (mit Doppelpunkt) zeigt 9 Laboratorien — ohne AB 023 und AB 128, die die Nummer ohne Jahr schreiben. Ohne Doppelpunkt würde der Suchbegriff 58 Laboratorien zeigen, überwiegend mit Normen, deren Nummern mit 178 beginnen (PN-EN ISO 17852, PN-EN ISO 17892-1…-12 und andere).

WAS DIE LABORATORIEN PRÜFEN (PCA-Dokumente). Biegefestigkeit, Biegespannung, Elastizitätsmodul bei Biegung, Durchbiegung (AB 001), Dehnung bei Höchstspannung (AB 128); Biegeversuch. Gegenstand: Kunststoffe und Kunststofferzeugnisse, Polymerverbundwerkstoffe (AB 005), Rohre und Formstücke aus Kunststoff (AB 163), feste Isolierstoffe (AB 044), elektrotechnische Werkstoffe und Erzeugnisse (AB 067 — in einer Position mit mehreren Normen, Biegung bis 10 kN). Kraftbereiche: bis 2,5 kN (AB 1376), bis 25 kN (AB 1640), bis 30 kN (AB 128), bis 50 kN (AB 023, AB 1808), bis 100 kN (AB 163), bis 300 kN (AB 005), bis 1000 kN (AB 1340).

WO EIN SCHEINBAR RICHTIGES ERGEBNIS LEICHT ENTSTEHT. Erstens — Modul aus dem Traversenweg: Nach 5.4.1 ist der unkorrigierte Traversenweg zur Bestimmung des Moduls nicht geeignet, weil er die Nachgiebigkeit der Maschine enthält (Spiel und Verformung der Halterungen, des Kraftflusses und der Kraftmessdose); ein wiederholbarer Modul erfordert eine Nachgiebigkeitskorrektur oder — was die Norm höher einstuft — einen Durchbiegungsaufnehmer. Zweitens — Prüfungstyp: Für Vergleiche zwischen Laboratorien ist Typ IV nötig (Durchbiegungsaufnehmer, ISO 9513 Klasse 1); Typ III genügt nur zur Verfolgung eigener Ergebnisse über die Zeit. Drittens — Ausgabe: Die Ausgabe 2011 mit der Änderung A1:2013 (AB 1376, AB 1808, ein Teil der Positionen von AB 044, AB 1340, AB 1640) enthält nicht die 2019 eingeführten Kalibrieranforderungen nach Prüfungstyp. Viertens — Probekörpermaße: Ergebnisse an anderen Probekörpern als 80 mm × 10 mm × 4 mm oder an aus Erzeugnissen herausgearbeiteten Probekörpern können nicht vergleichbar sein (1); bei spritzgegossenen teilkristallinen Kunststoffen hängt das Ergebnis auch von der Dicke der orientierten Randschicht ab. Fünftens — Werkstoff außerhalb des Anwendungsbereichs: Laminate mit Fasern länger als 7,5 mm werden nach ISO 14125 geprüft (in einem eigenen Eintrag dieser Datenbank beschrieben), steife Schaumstoffe — nach ISO 1209.

WAS WIR NICHT ANGEBEN. Die Abschnitte 6–11 haben wir nicht — wir geben weder die Anzahl der Probekörper noch die Konditionierung, die Stützweite für andere Probekörper, die Ermittlung der Geschwindigkeit, die Formeln für Spannung, Dehnung und Modul, die Präzision oder den Inhalt des Berichts an; das Verfahren der Nachgiebigkeitskorrektur (Anhang C) kennen wir nicht.

Prinzip der Methode

Ein Probekörper mit rechteckigem Querschnitt (Vorzugsmaße 80 mm × 10 mm × 4 mm, Stützweite das 16-fache der Dicke) wird in der Mitte der Stützweite mit einer Druckfinne mit 5 mm Radius mit konstanter Geschwindigkeit durchgebogen — im Verfahren A mit 1 %/min, im Verfahren B mit 1 %/min bis zum Modul, danach 5 oder 50 %/min — bis zum Bruch oder bis zu einer Dehnung von 5 %, wobei Kraft und Durchbiegung gemessen werden; aus der Kurve werden Biegefestigkeit, Biegespannung bei der konventionellen Durchbiegung 1,5h und Biegemodul zwischen den Dehnungen 0,000 5 und 0,002 5 berechnet (ISO 178:2019, Abschnitte 3 und 4).

Anwendungen

• Steife und halbsteife Kunststoffe (Thermoplaste, Duroplaste, Tafeln, auch gefüllt und mit Fasern bis 7,5 mm verstärkt) — Biegefestigkeit und Biegemodul; 11 Laboratorien in den PCA-Umfängen
• Qualitätskontrolle und Vergleich von Werkstoffen (keine Konstruktionskennwerte)
• Feste Isolierstoffe, Rohre und Formstücke aus Kunststoff, Polymerverbundwerkstoffe — laut den Umfängen der Laboratorien

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 178:2019-06 (wersja angielska; wprowadza EN ISO 178:2019 [IDT] i ISO 178:2019 [IDT])

Titel (PL)

Tworzywa sztuczne — Oznaczanie właściwości przy zginaniu

Title (EN)

Plastics — Determination of flexural properties

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Probekörper

   Vorzugsprobekörper 80 × 10 × 4 mm, geformt (ISO 293, ISO 294-1, ISO 295, ISO 10724-1) oder herausgearbeitet (ISO 2818, ISO 20753); Konditionierung nach Abschnitt 7 — GEBEN WIR NICHT AN.

2. Einrichten

   Stützweite das 16-fache der Dicke, Radien R1 und R2 nach der Dicke; Prüfungstyp (I–IV) nach den benötigten Ergebnissen gewählt (Tabelle 2).

3. Biegen

   Verfahren A: 1 %/min bis zum Bruch oder 5 %; Verfahren B: 1 %/min bis zum Modul, danach 5 oder 50 %/min; Kraft und Durchbiegung aufzeichnen (mit Durchbiegungsaufnehmer oder mit der Traverse und Nachgiebigkeitskorrektur).

4. Ergebnis

   Biegefestigkeit, Spannung bei sC, Modul zwischen 0,000 5 und 0,002 5; die Formeln (Abschnitt 9) GEBEN WIR NICHT AN. PN-EN ISO 178:2019-06 aktuell (Stand der PKN-Karten am 08.10.2026).

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Spröde Kunststoffe brechen unter Splitterbildung — Abschirmung des Prüfbereichs nach der Betriebsanleitung der Maschine
• FACHLICHER HINWEIS: Der Modul wird nicht aus dem unkorrigierten Traversenweg bestimmt; für Vergleiche zwischen Laboratorien ist ein Durchbiegungsaufnehmer nötig (Typ IV)

Häufige Fragen