Cinco parámetros que definen o alcance real dunha máquina de ensaios de tracción

Dúas cotizacións para unha máquina de ensaios de tracción poden parecer case idénticas (mesma capacidade, mesmo rango de velocidade, mesmo software) e aínda así diferir por un factor de tres no que realmente poden medir. A diferenza case nunca se atopa na cifra principal.

Este artigo expón os cinco parámetros que deciden se unha máquina se axusta á súa carteira de materiais, na orde en que afectan o resultado da proba. Está escrito para compradores que comparan ofertas e para enxeñeiros que teñen que defender a compra internamente.

Comeza co informe que necesitas emitir

As especificacións das máquinas escríbense para ser comparadas; os informes de probas escríbense para ser aceptados. Polo tanto, o punto de partida útil é a última páxina do teu futuro informe: que estándar, que valor, que tolerancia.

Unha proba de laboratorio de alongamento á rotura en película plástica segundo a norma ASTM D882, adhesión por pelado en cinta segundo a norma ASTM D3330 e tracción en tiras en tecido segundo a norma EN ISO 13934-1 require tres máquinas bastante diferentes na práctica, aínda que as tres son "ensaios de tracción". Mercar unhamáquina de probas de tracciónabarcar os tres é posible, pero só se os cinco parámetros seguintes se especifican conxuntamente.

1. A capacidade é un rango, non un número

Unha máquina de 5 kN non ten unha precisión de 5 kN. A precisión verifícase sobre unha fracción definida da capacidade, polo que unha célula de carga dimensionada para carga máxima vólvese progresivamente menos fiable nas forzas onde se proban realmente as películas e as cintas.

A forza máxima e a forza de traballo raramente son da mesma orde de magnitude. Unha película de embalaxe branda pode romperse a 30 N; a bolsa tecida do mesmo laboratorio pode necesitar 2 kN. Se un sensor cobre ambos, a proba de baixa forza sitúase preto da parte inferior do seu rango, onde a resolución é peor e o nivel de ruído é visible na curva.

A regra práctica na maioría dos laboratorios é manter as probas de rutina aproximadamente na metade superior do rango do sensor e reservar un segundo sensor de menor capacidade para materiais delgados. Ao comparar ofertas, pregunta cal é o rango utilizable, non cal é o máximo.

2. O control de velocidade decide se os teus datos son comparables

Os polímeros, as películas e os adhesivos son viscoelásticos: a súa resistencia medida depende da velocidade á que se tire. Ao cambiar a velocidade do cabezal transversal, a resistencia ao pelado, o alongamento e o módulo móvense sen que cambie nada no material.

É por iso que as normas especifican unha taxa de deformación constante en lugar dunha velocidade media, e por iso que unhamáquina de ensaio de tracción servo computarizadaé a liña base para calquera laboratorio que emita datos comparables. Un variador de velocidade fixa ou dunha soa velocidade pode producir un número; non pode producir un defendible.

O servocontrol tamén desbloquea os modos de bucle múltiple (tensión constante, deformación constante, fluencia e relaxación) que son imposibles nunha máquina que só sabe como desprazarse a unha velocidade. Se a súa gama de produtos inclúe xuntas, selos ou xeotéxtiles, isto é un requisito e non unha opción.

3. As pinzas deciden o que podes probar

A estrutura é xenérica; os elementos de fixación e as empuñaduras son os que fan que unha máquina sexa axeitada para tea, película, cinta adhesiva, goma ou papel. Dous laboratorios con máquinas idénticas e conxuntos de empuñaduras diferentes informarán de resultados diferentes no mesmo material.

O fallo común prodúcese na mandíbula, non na mostra. As mordazas de cuña concentran a tensión e provocan unha rotura prematura preto da mandíbula na película fina; as mordazas pneumáticas con presión controlada distribúena de forma máis uniforme; a escuma ou o elastómero necesitan unha agarre que non corte. As probas de tiras téxtiles necesitan mordazas o suficientemente anchas como para suxeitar toda a anchura da mostra sen esvaramento.

Para as probas de pelado, a xeometría importa tanto como a forza: o pelado a 90° e a 180° son probas diferentes, e o dispositivo de fixación (non a máquina) define o ángulo. Un orzamento que enumera unha máquina sen enumerar o conxunto de agarres é un orzamento para a metade dun sistema.

4. Taxa de mostraxe e o que o software pode exportar

A forza máxima é un único punto. O módulo, o comportamento de rendemento e a forma da curva de falla dependen da densidade da mostraxe dos datos e de se o software pode calcular os valores derivados que solicita a norma.

Dúas comprobacións prácticas. Primeiramente, se o software calcula os resultados derivados de forma nativa (alongamento a unha tensión especificada, módulo secante, enerxía de rotura) ou se se espera que un operador realice o posprocesamento nunha folla de cálculo, que é onde a trazabilidade desaparece silenciosamente. Segundo, se os datos brutos pódense exportar coa curva intacta, porque un informe que só mostra un veredicto é difícil de defender cando un cliente disputa un lote.

5. Rixidez e aliñamento da estrutura

Unhamáquina de probas universalUn marco que se deforma baixo carga mídese a si mesmo e á mostra. En mostras ríxidas, o erro é pequeno; en películas de alto alongamento e fibras finas, a flexibilidade da cruceta e unha mala aliñación da columna poden cambiar os resultados por máis que as diferenzas que se intentan detectar entre lotes.

A aliñación é invisible nunha folla de especificacións, polo que paga a pena solicitar o informe de verificación en lugar do debuxo do marco. Para o control de calidade rutineiro, o requisito é modesto; para un laboratorio que emite datos acreditados,ISO 7500-1A verificación de clase da indicación de forza, xunto cunha comprobación de planitude e aliñamento, é a evidencia que un terceiro realmente examinará.

Tres cousas que faltan na maioría das citas

• O certificado de calibración e o seu estándar de referencia. «Precisión ±0,5 %» significa pouco sen saber con que se verificou e en que rango.
• O inventario completo de agarres. Un prezo que exclúe os accesorios que necesitas non é un prezo máis baixo.
• Condicións de licenza e actualización do software. Unha licenza para unha segunda estación de traballo adoita ser a diferenza entre un operador e un sistema de calidade funcional.

Unha breve lista de verificación de compras

• Enumera todos os estándares cos que debe informar o teu laboratorio e, a seguir, asigna cada un a un rango de forza, unha velocidade e un tipo de agarre.
• Especifique dous sensores se os seus materiais abarcan máis dunha orde de magnitude en forza de rotura.
• Require control servo e confirma que os modos multibucle están incluídos, non son opcionais.
• Solicite unha demostración no seu propio material, non nunha mostra de aceiro estándar.
• Confirma que o modelo de informe coincide co formato que esperan os teus clientes ou o organismo de acreditación.

Preguntas frecuentes