ASTM D412 prove di trazione su gomma ed elastomeri
Lo standard ASTM D412 definisce le procedure utilizzate per valutare le proprietà di trazione (tensione) della gomma termoindurente vulcanizzata e degli elastomeri termoplastici. Questi materiali sono utilizzati quotidianamente in diversi settori, tra cui quello aerospaziale, medico, automobilistico, edile e altri ancora.
- La gomma termoindurente viene vulcanizzata e modellata attraverso l'applicazione di calore. L'indurimento è una reazione chimica irreversibile che rende i prodotti in gomma termoindurente più resistenti e durevoli. Tra i prodotti realizzati con gomme termoindurenti si annoverano pneumatici, dischi da hockey, interruttori automatici, alloggiamenti elettrici e componenti per motori
- Gli elastomeri termoplastici (TPE) sono polimeri, miscele di polimeri o composti. Normalmente si presentano sotto forma di pellet, diventano liquidi quando vengono riscaldati e possono, ad esempio, essere iniettati in uno stampo. Le termoplastiche prendono forma quando si raffreddano e si induriscono. Questo processo può essere invertito riscaldando nuovamente il materiale. Le applicazioni del TPE comprendono cinghie di trasmissione, ammortizzatori, tubi di respirazione, cateteri e suole di scarpe
Obiettivo del test Test e valori caratteristici Requisiti configurazione di prova Sistemi di prova Automazione
Obiettivo del test di trazione sugli elastomeri secondo ASTM D412
- La norma ASTM D412 contiene le specifiche della macchina di prova, dei provini (comprese la forma e le dimensioni), nonché la procedura e i metodi di prova da utilizzare.
- Lo scopo del test è quello di determinare varie caratteristiche del materiale che possono essere utilizzate per lo sviluppo di nuovi prodotti, per soddisfare i relativi obiettivi di prestazione o per la ricerca e il controllo della qualità.
Prova secondo ASTM D412
ASTM D412 descrive i due metodi di prova: Metodo A e B.
- Il metodo A si basa su provini a manubrio e spallati, mentre il metodo B si basa su campioni ad anello tagliati in piano.
- I test ASTM D412 misurano l'elasticità di un materiale sottoposto a trazione e il suo comportamento dopo il test, quando il materiale non è più sotto sforzo.
- Il test viene eseguito su una macchina di prova universale (detta anche macchina per prove di trazione) a una velocità di 500 ± 50 mm/min fino al cedimento del provino.
Sebbene la norma ASTM D412 misuri diverse proprietà di trazione, le caratteristiche più importanti sono le seguenti:
Valori caratteristici determinati in base alla norma ASTM D412
Definizioni secondo ASTM D1566 - Terminologia relativa alla gomma
- Stress di trazione: sforzo applicato per allungare un provino
- Stress di trazione a un determinato allungamento: sforzo necessario per allungare la sezione trasversale uniforme di un provino a un determinato allungamento.
- Resistenza alla trazione: massima sollecitazione di trazione applicata durante l'allungamento di un provino fino al punto di rottura.
- Punto di snervamento: il punto della curva sforzo-deformazione, a breve distanza dalla rottura definitiva, in cui il tasso di sforzo rispetto alla deformazione passa attraverso un valore nullo e può diventare negativo.
- Allungamento finale: l'allungamento al momento della rottura.
- Set di trazione: l’estensione che rimane dopo che un provino è stato allungato e poi ritratto in un modo definito, espresso come percentuale della lunghezza originale.
Per informazioni dettagliate e procedure standard, consultare la norma ASTM D412.
Provini e dimensioni secondo ASTM D412
- Per le prove di trazione su gomma ed elastomeri, la norma ASTM D412 specifica sei tipi di provini a manubrio e due tipi di provini ad anello tagliato.
- Il provino più comunemente usato è quello a manubrio a forma di C (ASTM D412 Tipo C) con una lunghezza totale di 115 mm (4,5 pollici), una lunghezza del calibro di 25 mm (1 pollice), una larghezza di misura di 6 mm (0,25 pollici) e uno spessore di 3 mm. Lo spessore deve essere misurato tre volte e la mediana delle tre misure viene utilizzata come spessore per calcolare l'area della sezione trasversale.
L0Base di misura
L Distanza morsa/morsa
l1 Lunghezza della sezione parallela stretta/diametro interno
L2Distanza tra le sezioni parallele larghe
l3 Lunghezza totale / diametro esterno
b2 Larghezza del provino nell'area della spalla
b1Larghezza del provino nell’area della base di misura
h Spessore provino
| Standard | Tipo | Nota: | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L0 mm | Forma |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM D412 | C | Provino preferito | ≥115 | 33 | 25±1 | 6+0,05 | 1,3 ... 3,3 | 25±0,25 | Provino a manubrio |
| ASTM D412 | A | Dimensioni possibili | ≥140 | 59±2 | 25±1 | 12+0,05 | 1,3 ... 3,3 | 50±0,5 | Provino a manubrio |
| ASTM D412 | B | Dimensioni possibili | ≥40 | 59±2 | 25±1 | 6+0,05 | 1,3 ... 3,3 | 50±0,5 | Provino a manubrio |
| ASTM D412 | D | Dimensioni possibili | ≥100 | 33±2 | 16±1 | 3+0,05 | 1,3 ... 3,3 | 25±0,25 | Provino a manubrio |
| ASTM D412 | E | Dimensioni possibili | ≥125 | 59±2 | 16±1 | 3+0,05 | 1,3 ... 3,3 | 50±0,5 | Provino a manubrio |
| ASTM D412 | F | Dimensioni possibili | ≥125 | 59±2 | 16±1 | 6+0,05 | 1,3 ... 3,3 | 50±0,5 | Provino a manubrio |
| ASTM D412 | 1 | Dimensioni preferite | 17,9 | 15,9 | 1 ... 3,3 | 50 | Provino ad anello | ||
| ASTM D412 | 2 | Dimensioni più grandi | 35,8 | 31,8 | 1 ... 3,3 | 100 | Provino ad anello |
Sfide nelle prove sugli elastomeri
- Presa del provino: quando il provino viene allungato, diventa più sottile e tende a scivolare fuori dall'area di presa. L’afferraggio da utilizzare deve essere in grado di mantenere una forza di presa costante mentre il provino si restringe.
- Allungamento del provino: con l'aumentare della lunghezza del provino, la corsa della traversa deve essere sufficientemente lunga - e quindi il telaio di carico sufficientemente alto - per gestire la lunghezza estesa del provino fino al punto di rottura.
Macchine di prova
- Macchina di prova materiali zwickiLine – soluzione “salva spazio” per carichi di prova ridotti fino a 5 kN e range di prova fino a 1365 mm
- Macchina per prove materiali ProLine per test standardizzati e applicazioni semplici con un'altezza dell'area di prova da 1050 mm a 1450 mm
- Macchina per prove materiali AllroundLine personalizzabile e altamente versatile, con un'altezza dell’area di prova compresa tra 1030 mm e 2560 mm.
Afferraggi
- Afferraggi pneumatici : la forza di presa è generata da attuatori pneumatici. La separazione delle forze di trazione e di serraggio assicura una presa costante durante l'intera sequenza di prova. Per i provini soggetti a restringimento, la forza di serraggio viene mantenuta in modo uniforme grazie alla pressione pneumatica costante.
- Afferraggi a pinza : attuatore doppio. La forza di presa viene aumentata proporzionalmente dal principio della pinza all'aumentare della forza di trazione. Ciò garantisce un serraggio automatico per i campioni soggetti a ritiro.
Estensimetri
- Longstroke: corsa di misura molto ampia e risoluzione particolarmente elevata sull'intero campo di misura. La sua robusta struttura meccanica garantisce un funzionamento affidabile anche con campioni che mostrano un’alta energia di frattura.
- multiXtens II HP: completamente automatizzato e massima precisione sull'intera corsa di misura. La trasmissione dei segnali di misura, controllo e stato tra i carrelli, le teste e l'unità centrale di misura e controllo è gestita dal sistema a microprocessore dell'estensimetro.
- lightXtens: progettato appositamente per materiali altamente elastici e sensibili al contatto. Ideale per provini con alto rilascio di energia a rottura che potrebbero danneggiare i sistemi meccanici di misurazione a contatto.
Prove di trazione automatizzate secondo ASTM D412
Le prove di trazione su gomma ed elastomeri secondo ASTM D412 possono essere automatizzate.
Il sistema di prova robotizzato compatto roboTest L può testare automaticamente fino a 350 campioni. Un dispositivo di misurazione dello spessore integrato nel sistema misura lo spessore del provino con accuratezza e riproducibilità.
La pinza per campioni posiziona il provino nella macchina di prova e il test di trazione secondo ASTM D412 viene avviato automaticamente. Successivamente, le pinze di smaltimento rimuovono i resti del provino dagli afferraggi.
Il roboTest R è un sistema di prova robotizzato complesso: consente di collegare dispositivi aggiuntivi come una stazione di marcatura del provino, una stazione di centraggio o una camera climatica per un'accurata tempra del provino. La capacità del magazzino porta provini del sistema di prova robotizzato può essere ampliata in base alle esigenze.
Se hai domande o dubbi relativi alle tue esigenze di prova o alle sfide che devi affrontare, non esitare a contattare i nostri esperti.
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FAQ - ASTM D412
Lo standard ASTM D412 definisce le procedure utilizzate per valutare le proprietà di trazione (tensione) della gomma termoindurente vulcanizzata e degli elastomeri termoplastici. I relativi test sono fondamentali per determinare le proprietà meccaniche di gomme ed elastomeri, che a loro volta sono importanti per lo sviluppo del prodotto, l'assicurazione della qualità e il test delle prestazioni in una varietà di settori, tra cui quello aerospaziale, medico, automobilistico, edile e altri ancora.