Cinco parâmetros que definem a faixa real de operação de uma máquina de ensaio de tração.

Duas cotações para uma máquina de ensaio de tração podem parecer quase idênticas — mesma capacidade, mesma faixa de velocidade, mesmo software — e ainda assim diferir por um fator de três no que elas realmente podem medir. A diferença quase nunca está no número principal.

Este artigo apresenta os cinco parâmetros que determinam se uma máquina se adequa ao seu portfólio de materiais, na ordem em que afetam o resultado do teste. Ele foi escrito para compradores que comparam ofertas e para engenheiros que precisam defender a compra internamente.

Comece pelo relatório que você precisa emitir.

As especificações das máquinas são escritas para serem comparadas; os relatórios de ensaio são escritos para serem aceitos. O ponto de partida útil, portanto, é a última página do seu futuro relatório — qual norma, qual valor, qual tolerância.

Para realizar testes de alongamento na ruptura em filmes plásticos de acordo com a norma ASTM D882, adesão por descascamento em fitas adesivas de acordo com a norma ASTM D3330 e resistência à tração em tecidos de acordo com a norma EN ISO 13934-1, são necessárias, na prática, três máquinas bastante diferentes, embora todas sejam "testes de tração". Comprar umamáquina de ensaio de traçãoAbranger os três é possível — mas apenas se os cinco parâmetros abaixo forem especificados em conjunto.

1. A capacidade é uma faixa de valores, não um número.

Uma máquina de 5 kN não tem precisão de 5 kN. A precisão é verificada em uma fração definida da capacidade, portanto, uma célula de carga dimensionada para a carga máxima torna-se progressivamente menos confiável nas forças em que filmes e fitas são realmente testados.

A força máxima e a força de trabalho raramente são da mesma ordem de grandeza. Um filme plástico de embalagem flexível pode romper com 30 N; o mesmo saco de tecido do laboratório pode precisar de 2 kN. Se um sensor abrange ambas as forças, o teste de baixa força fica próximo ao limite inferior da sua faixa de medição, onde a resolução é pior e o ruído de fundo é visível na curva.

Na prática, a maioria dos laboratórios recomenda manter os testes de rotina dentro da metade superior da faixa de medição do sensor e utilizar um segundo sensor, de menor capacidade, para materiais finos. Ao comparar ofertas, pergunte qual é a faixa de medição útil, e não qual é a capacidade máxima.

2. O controle de velocidade determina se seus dados são comparáveis.

Polímeros, filmes e adesivos são viscoelásticos: sua resistência medida depende da velocidade de tração. Alterando a velocidade da travessa, a resistência ao descascamento, o alongamento e o módulo de elasticidade se alteram, sem que nada se modifique no material.

É por isso que as normas especificam uma taxa de deformação constante em vez de uma velocidade média, e por isso que ummáquina de ensaio de tração servo computadorizadaé a base de referência para qualquer laboratório que emita dados comparáveis. Um inversor de velocidade fixa ou de velocidade única pode produzir um número; mas não pode produzir um número defensável.

O controle servo também desbloqueia os modos de múltiplos laços — tensão constante, deformação constante, fluência e relaxamento — que são impossíveis em uma máquina que só sabe se deslocar em uma velocidade. Se sua linha de produtos inclui juntas, vedações ou geotêxteis, isso é um requisito, não uma opção.

3. As pegas determinam o que você pode testar.

A estrutura é genérica; os acessórios e as garras são o que tornam uma máquina adequada para tecido, filme, fita adesiva, borracha ou papel. Dois laboratórios com máquinas idênticas e conjuntos de garras diferentes apresentarão resultados diferentes para o mesmo material.

A falha mais comum ocorre na garra, não na amostra. Garras em forma de cunha concentram a tensão e causam ruptura prematura perto da garra em filmes finos; garras pneumáticas com pressão controlada distribuem a tensão de maneira mais uniforme; espuma ou elastômeros precisam de uma garra que não os corte. Testes com tiras têxteis exigem garras largas o suficiente para segurar toda a largura da amostra sem deslizamento.

Para testes de descascamento, a geometria é tão importante quanto a força: descascamento a 90° e a 180° são testes diferentes, e o dispositivo — não a máquina — define o ângulo. Um orçamento que lista uma máquina sem listar o conjunto de fixação é um orçamento para metade de um sistema.

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

A força máxima é um ponto único. O módulo, o comportamento de escoamento e o formato da curva de falha dependem da densidade da amostragem dos dados e da capacidade do software em calcular os valores derivados exigidos pela norma.

Duas verificações práticas. Primeiro, se o software calcula os resultados derivados nativamente — alongamento sob uma tensão específica, módulo secante, energia de ruptura — ou se espera que um operador faça o pós-processamento em uma planilha, onde a rastreabilidade desaparece silenciosamente. Segundo, se os dados brutos podem ser exportados com a curva intacta, pois um relatório que mostra apenas um veredicto é difícil de defender quando um cliente contesta um lote.

5. Rigidez e alinhamento da estrutura

UMmáquina de teste universalA estrutura que se deforma sob carga mede a si mesma, bem como a amostra. Em amostras rígidas, o erro é pequeno; em filmes de alta elongação e fibras finas, a flexibilidade da travessa e o desalinhamento da coluna podem distorcer os resultados em valores maiores do que as diferenças que você está tentando detectar entre os lotes.

O alinhamento é invisível em uma folha de especificações, por isso vale a pena solicitar o relatório de verificação em vez do desenho da estrutura. Para o controle de qualidade de rotina, a exigência é modesta; para um laboratório que emite dados acreditados,ISO 7500-1A verificação da classe de indicação de força, juntamente com uma verificação de planicidade e alinhamento, é a evidência que uma terceira parte realmente analisará.

Três coisas que faltam na maioria das citações

• O certificado de calibração e seu padrão de referência. "Precisão de ±0,5%" significa pouco sem saber com o que foi verificada e em que intervalo.
• Estoque completo de acessórios de fixação. Um preço que não inclui os acessórios necessários não é um preço mais baixo.
• Termos de licenciamento e atualização de software. Uma segunda licença de estação de trabalho muitas vezes faz a diferença entre um único operador e um sistema de qualidade em pleno funcionamento.

Uma breve lista de verificação de compras

• Liste todas as normas que seu laboratório deve seguir em seus relatórios e, em seguida, associe cada uma delas a uma faixa de força, uma velocidade e um tipo de preensão.
• Especifique dois sensores se os seus materiais apresentarem uma variação de força de ruptura superior a uma ordem de grandeza.
• Requer controle servo e confirmação de que os modos de múltiplos loops estão incluídos, não opcionais.
• Solicite uma demonstração com seu próprio material, não com uma amostra padrão de aço.
• Confirme se o modelo de relatório corresponde ao formato esperado pelos seus clientes ou pela entidade de acreditação.

Perguntas frequentes