Ensayo de hilos, hilados y torcidos
Las características físicas de estos materiales textiles primarios se determinan principalmente a través del ensayo de tracción. Las probetas se preparan de acuerdo con las exigencias de la norma correspondiente.
ZwickRoell dispone de máquinas de ensayos y extensómetros adecuados, pero sobre todo de mordazas y mandíbulas apropiadas, así como del acreditado software de ensayo testXpert, que garantizan secuencias de ensayo fiables.
Ensayo de tracción en hilos de costura según la norma DIN EN ISO 2062
Los ensayos de tracción en hilos de costura se realizan conforme a la norma DIN EN ISO 2062. En el presente ejemplo se emplean mordazas de tornillo y la extensión se mide a través del desplazamiento del travesaño. El ensayo se representa con el típico diagrama de fuerza-deformación.
La velocidad de ensayo depende de la longitud de sujeción, que puede ser de 250 mm o de 500 mm. A una longitud de sujeción de 250 mm, será de 250 mm/min y a 500 mm de longitud de sujeción, de 500 mm/min. La resistencia máxima a la tracción y el alargamiento máximo son las principales características que se determinan aquí.
Ensayo de tracción en hilo de aramida según la norma DIN EN 12562
Los ensayos de tracción en hilos de aramida se realizan conforme a la norma DIN EN 12562. Para ello, se utilizan mordazas con sistema de inversión. El ensayo se representa con el típico diagrama de fuerza-deformación.
A través de la curva de reducción de carga, se puede partir de una longitud de sujeción definida durante el ensayo, de modo que no se requiera ninguna imagen directa de la extensión durante el ensayo.
Mediante una curva de reducción de carga, se reduce la fuerza de tracción antes del tope de sujeción. La probeta se mantiene segura y, de este modo, se evitan roturas. No se puede llevar a cabo el ensayo normalizado. La rotura deberá producirse en la longitud de sujeción libre y no sobre las curvas de inversión.
Para una mayor precisión de medición y sin que influya el sistema de fijación, en este caso, se puede utilizar un extensómetro. Un sistema de medición mecánico sólo se puede utilizar si no se produce ningún riesgo de daño al romperse la probeta.
Comportamiento elástico en hilos elásticos según la norma DIN 53835-2,-3
El ensayo de acuerdo con esta norma sirve para valorar el comportamiento elástico de monofilamentos de hilos elásticos por esfuerzo de tracción repetido entre límites elásticos constantes. Dicha norma es aplicable a todos los hilos de filamentos de fibras elastoméricas, que tienen una deformación superior al 300 %.
Los ensayos en hilos elastoméricos no se someten a esfuerzos hasta rotura, sino entre límites elásticos definidos (en este caso, deformación de 0 % a 300 %, partiendo de la longitud de sujeción 100 mm) con 5 ciclos. La probeta se mueve a 500 mm/min entre el punto de carga (300 % deformación) y el punto de descarga (0 % deformación). En los puntos de inversión, no debería producirse ninguna dilación para no falsear los resultados.
En este caso, se determina la fuerza residual en el 5.º ciclo y la deformación remanente, así como la deformación de los hilos elastoméricos. En este ejemplo, se utilizan mordazas de tornillo-muelle para el ensayo. El ensayo se representa en un diagrama típico de fuerza-deformación y la deformación se mide a través del recorrido del travesaño.
Ensayo de tracción en hilo bifilar según la norma DIN EN ISO 2062
Para el ensayo en hilo bifilar conforme a la norma EN ISO 2062 se emplean mordazas neumáticas con sistema de inversión. El alargamiento se mide a través del recorrido del travesaño. Los ensayos se representan con el típico diagrama de fuerza-extensión. Dependiendo de los radios utilizados de las curvas de inversión, solo se puede utilizar una longitud de sujeción de 500 mm.
A través de la curva de reducción de carga, se puede partir de una longitud de sujeción definida durante el ensayo, de modo que no se requiera ninguna imagen directa de la extensión durante el ensayo.
Mediante una curva de reducción de carga, se reduce la fuerza de tracción antes del tope de sujeción. La probeta se mantiene segura y, de este modo, se evitan roturas.
No se puede llevar a cabo el ensayo normalizado. La rotura deberá producirse en la longitud de sujeción libre y no sobre las curvas de inversión.
Para una mayor precisión de medición y sin que influya el sistema de fijación, en este caso, se puede utilizar un extensómetro. Un sistema de medición mecánico sólo se puede utilizar si no se produce ningún riesgo de daño al romperse la probeta.
Ensayo de tracción en hilos multifilamento según la norma DIN EN ISO 2062
La estructura lisa del hilo multifilamento y con tendencia a retorcerse constituye todo un reto para el dispositivo de ensayo. En este caso, el material se fija en mordazas para cuerdas y la extensión se mide a través de un sistema de medición óptico, ya que el recorrido del travesaño no se puede definir exactamente como magnitud de referencia para la deformación. Para este ensayo se aplica la norma DIN EN ISO 2062.
La fuerza de apriete se genera con estas mordazas a través del enrollado y del tope de sujeción de tornillo, cuña o hidráulico adicional. A través del enrollado único o múltiple en el tambor de descarga, se disminuye gran parte de la tensión de tracción por el rozamiento. Dependiendo del material, se emplean diámetros de rodillo de entre Ø 30 mm - Ø 250 mm.
Ensayo de tracción en monofilamentos según la norma ISO 11566
Para evaluar monofilamentos de acuerdo con la norma ISO 11566, se someten a ensayo filamentos individuales de un hilo multifilamento de fibra de carbono extraídos de un tejido o fibras discontinuas.
Para ello, se sujeta la probeta con un marco de papel en las mordazas de tornillo-muelle. Los monofilamentos son muy finos, extremadamente sensibles a la sujeción y muy difíciles de manipular. Para ello, se utiliza como refuerzo el marco de papel, preparado con un orificio especificado en el centro. Sobre este marco de papel se pega el filamento. Una vez se ha secado el adhesivo, se puede sujetar la probeta en las mordazas. Tras separar el marco de papel, se inicia el ensayo. Aquí pueden generarse fuerzas muy pequeñas en un rango de 0,04 - 5 N. La extensión se determina a partir del desplazamiento del travesaño.
Ensayo de tracción en rovings
En el ensayo que mostramos a continuación el material tipo roving se sujeta en unas mordazas con sistema de inversión de 270° hasta rotura. Los ensayos se representan con el típico diagrama de fuerza-recorrido.
Mediante una curva de reducción de carga, se reduce la fuerza de tracción antes del tope de sujeción. La probeta se mantiene segura y, de este modo, se evitan roturas. Los ensayos se pueden llevar a cabo según las normas. La rotura deberá producirse en la longitud de sujeción libre y no sobre las curvas de inversión.
Para una mayor precisión de medición y sin que influya el sistema de fijación, en este caso, se debe utilizar un extensómetro. Un sistema de medición mecánico sólo se puede utilizar si no se produce ningún riesgo de daño al romperse la probeta. En la mayoría de los casos, se suele utilizar un sistema de medición óptico.
Ensayo de tracción con unas mordazas con doble sistema de inversión
Según este principio de inversión, se produce una diferencia de fuerza en dos etapas, que hace que se produzca la rotura de la probeta en longitud transversal sin que se deslice la probeta en el rodillo inferior y sin roturas en la sujeción. Para ello, se emplea un ensayo de tracción simple para calcular la fuerza y el alargamiento máximos. Los ensayos se representan con el típico diagrama de fuerza-extensión.
Con las mordazas con doble sistema de inversión, la probeta se coloca formando un bucle a través del rodillo conectado al captador de fuerza. A continuación, se pasará por el rodillo inferior y por un tercer rodillo, ajustable en altura. Después de pasar el doble hilo, se cuelga un peso tensor definido. Los tres rodillos se mueven en esta fase para compensar la variación de la extensión producida por el peso tensor añadido.
Las tres longitudes se ajustan al material que se va a ensayar. Finalmente, el doble hilo también se tensará con mordazas regulables en altura.
Tras cerrar las mordazas se bloquean los rodillos, de modo que se forman fuerzas de fricción entre los rodillos y la probeta que impiden que esta se deslice. El diámetro de los rodillos está proyectado de forma que la fricción generada no tenga ninguna influencia significativa sobre el resultado de medición.
Para tensar el doble hilo se emplean unas mordazas con fuerza de apriete constante, porque los materiales a ensayar, a menudo, se sueltan de la superficie de apriete.
