Ensayo de caucho y elastómeros
El caucho y los elastómeros son indispensables en numerosos sectores, desde la industria de la automoción y la tecnología médica hasta los productos de uso cotidiano. Para que estos materiales cumplan su función de forma fiable, es fundamental realizar un ensayo preciso de los mismos.
En los ensayos de caucho y elastómeros, los métodos de ensayo estándar, la metodología y los parámetros de referencia, se establecen en la normas ISO y en las normas nacionales como ASTM, DIN, BS, NF o JIS. Los ensayos se centran, por un lado, en la caracterización del material mediante probetas normalizadas y, por otro, en realizar ensayos representativos del componente, por ejemplo en neumáticos, amortiguadores, cintas transportadoras, correas, juntas, artículos técnicos, así como en productos de uso cotidiano como guantes de goma o suelas de calzado.
El objetivo de los ensayos físicos es garantizar la calidad y la idoneidad de los materiales. Para ello, se evalúan propiedades mecánicas, térmicas y químicas, así como la durabilidad, la resistencia, la elasticidad, la dureza y la resistencia al desgaste y a las influencias ambientales.
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Métodos de ensayo de caucho y elastómeros
| Short description | Standards |
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| Plástico | Elastómeros | Ensayo de tracción |
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| Caucho y elastómeros | Ensayo de desgarro progresivo |
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| Caucho y elastómeros | Ensayo de desgarro progresivo |
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| Medicina | Preservativos | Fuerza de rotura / alargamiento de rotura |
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| Medicina | Guantes de goma | Ensayo de tracción |
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| Plástico | Dureza de penetración de bola y Rockwell |
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| Plástico | Dureza Shore |
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| Plástico | Dureza IRHD |
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Ensayos de tracción en caucho y elastómeros
El ensayo de tracción es uno de los ensayos más habituales. Sirve para determinar la fuerza necesaria para desgarrar una probeta de caucho por deformación. Proporciona diversas propiedades y se realiza habitualmente en probetas tipo halterio o en probetas anulares.
Los métodos de ensayo más utilizados para los ensayos de tracción en caucho y elastómeros se describen en las normas ASTM D412, ISO 37 y DIN 53504.
Ensayos de desgarro progresivo en caucho y elastómeros
Este tipo de ensayo caracteriza el comportamiento de un material entallado, es decir, dañado, y sirve para determinar la resistencia al desgarro progresivo o el resistencia al desgarro en distintos tipos de probetas, como las probetas tipo pantalón o en tira, las probetas angulares, las probetas en arco o las probetas Delft. El ensayo de desgarro progresivo en caucho y elastómeros está definido en las normas ASTM D624 e ISO 34.
Ensayos de dureza en caucho y elastómeros
Las mediciones de dureza en caucho y elastómeros se realizan habitualmente según los métodos IRHD o Shore A; en casos especiales, también según el método Pusey & Jones. Los métodos habituales para la medición IRHD se describen en las normas ASTM D1415 e ISO 48-2. Los métodos de ensayo para determinar la dureza de penetración con un durómetro para medir la dureza Shore se especifican en las normas ASTM D2240 e ISO 48-4.
Ensayos de compresión en caucho y elastómeros
En el ensayo de compresión del caucho se analiza el comportamiento del material bajo una carga de compresión estática. El objetivo es caracterizar las propiedades mecánicas del caucho y de los elastómeros bajo una carga de compresión aplicada.
Según la norma ISO 7743, la probeta se somete a cuatro cargas cíclicas. Durante el cuarto ciclo de carga, se determinan los módulos de compresión en puntos de referencia predefinidos.
Medición de la deformación permanente por compresión
El ensayo de deformación permanente por compresión desempeña un papel clave en el ensayo de juntas de estanqueidad. Se mide la pérdida de espesor que se produce a una deformación predefinida, tras un periodo de tiempo definido, eventualmente con aplicación simultánea de temperatura.
La determinación de la deformación permanente por compresión se describe en las siguientes normas:
- DIN ISO 815-1 Determinación de la deformación permanente por compresión - Parte 1: A temperatura ambiente o a temperaturas elevadas
- DIN ISO 815-2 Determinación de la deformación permanente por compresión - Parte 2: A bajas temperaturas
- ASTM D395 Standard Test Methods for Rubber Property—Compression Set
- ASTM D1229 Standard Test Method for Rubber Property—Compression Set at Low Temperatures
Ensayos de cizallamiento en caucho y elastómeros
La medición de las propiedades a cizallamiento se realiza habitualmente mediante un ensayo de cizallamiento doble por solapamiento; en algunos casos también como cizallamiento cuádruple (quadruple shear), en el que se someten a cizallamiento cuatro bloques de caucho. Se determina el módulo de cizallamiento tras la aplicación de varias cargas cíclicas.
La determinación del módulo de cizallamiento y de la adhesión a placas rígidas — método de cizallamiento cuádruple se describe en la norma ISO 1827.
Ensayo de abrasión en caucho y elastómeros
Se trata de un ensayo comparativo. En primer lugar, se determina el desgaste por abrasión por pesaje en un elastómero de referencia, en unas condiciones definidas. El resultado del material de caucho a ensayar se expresa en relación con el elastómero de referencia.
Elasticidad al rebote
El objetivo de este ensayo es medir la elasticidad del material de forma sencilla y rápida. Un material con un 100% de elasticidad acumula la energía aplicada y la libera en el momento de la descarga. Por el contrario, el material 100% plástico absorbe totalmente la energía aplicada. A partir de estas propiedades, se obtiene la medición de la elasticidad al rebote.
La determinación de la elasticidad de rebote se describe en las normas ISO 4662, DIN 53512 y ASTM D1054 . ZwickRoell ofrece los péndulos de resiliencia al rebote adecuados para ello.
Ensayo de amortiguadores y soportes
Los elementos amortiguadores se utilizan con frecuencia en la fabricación de vehículos. Están compuestos por elastómeros y, a menudo, se encuentran unidos a alojamientos metálicos. La medición de las propiedades viscoelásticas se lleva a cabo con máquinas de ensayos servohidráulicas, en un amplio rango de frecuencias y temperaturas. Las máquinas de ensayo estáticas se emplean cuando se trata de estados máximos de carga y deformación, o cuando es necesario reproducir de forma controlada determinadas condiciones de uso en el laboratorio.
Ensayo de neumáticos
Los componentes de un neumático ‒como el caucho, la estructura textil, los cordones de refuerzo del neumático y el cinturón de acero‒ se ensayan por separado mediante los métodos clásicos. La adhesión entre el caucho y los cordones metálicos o textiles es un factor clave para la durabilidad y calidad del neumático. Esta propiedad se determina mediante ensayos de extracción y ensayos de separación. Se ensayan las condiciones de conducción en el neumático completo, tanto de forma estática (para medir la deformación del neumático bajo solicitaciones complejas) como de forma dinámica y cíclica.
Ensayo de juntas
Los perfiles de estanqueidad deben cumplir determinadas funciones de forma garantizando su fiabilidad a largo plazo. ZwickRoell ofrece los útiles de ensayo estándar necesarios y fabrica útiles específicos que se adaptan a cada perfil. En el caso de las juntas de perfil complejas, es fundamental conocer el comportamiento de deformación bajo carga durante el proceso de desarrollo.
Aquí es donde entra en juego la función Video Capturing Plus de ZwickRoell: Con una webcam, una videocámara o el extensómetro óptico
videoXtens se registra una secuencia de imágenes en paralelo al ensayo. Gracias a la sincronización de hardware integrada, pueden sincronizarse perfectamente los datos de medición de testXpert y el vídeo. Durante la reproducción del vídeo, se muestra el punto de medición correspondiente en el diagrama de curvas.
Ensayos automatizados en caucho y elastómeros
Los ensayos en caucho y elastómeros, como los ensayos de tracción y los ensayos de desgarro progresivo, también pueden realizarse de forma automatizada, es decir, con alimentación de probetas totalmente automática. Un sistema de ensayos automatizado se utiliza principalmente cuando hay un gran volumen de probetas o se quieren evitar las influencias del operador. Factores como la temperatura o la humedad de la mano, así como una colocación imprecisa o inclinad de la probeta en las mordazas, pueden afectar a los resultados del ensayo.
- El sistema de ensayos automatizado roboTest L puede ensayar hasta 350 probetas de forma autónoma. Un medidor de espesor integrado en el sistema mide el espesor de la probeta de forma precisa y comparable. La pinza coloca la probeta en la máquina de ensayos y se inicia el ensayo de tracción automáticamente de conformidad con las normas ISO 37 / DIN 53504. Tras el ensayo, se retiran los restos de probetas de las mordazas con unas pinzas de eliminación.
- El sistema de ensayos automatizado roboTest R es más complejo y permite la integración de otros dispositivos, como una estación de marcado de probetas, una estación de centrado o una cámara de temperatura para el atemperado exacto de las probetas.
- Para evitar la influencia del operador incluso en series pequeñas de probetas (tipo 1+2 / S1+S2), ZwickRoell ofrece el sistema de ensayos ALEX: sencillo, compacto y económico, que puede utilizarse a partir de series de tan solo 10 probetas.
Máquinas de ensayos para caucho y elastómeros de ZwickRoell
Nuestras máquinas de ensayos de caucho y elastómeros están diseñadas para los requisitos especiales de ensayo de materiales de caucho y elastómero y cubren una amplia gama de ensayos mecánicos:
- Máquinas de ensayo electromecánicas, como la zwickiLine, ProLine o AllroundLine, para aplicaciones estáticas, especialmente diseñadas para ensayos de tracción, compresión y desgarro progresivo
- Máquinas de ensayo electrodinámicas, como la LTM, basadas en tecnología de motor lineal, que pueden utilizarse para ensayos DMA
- Máquinas de ensayo servohidráulicas, con bastidores de carga extremadamente rígidos y resistentes a fatiga hasta la carga nominal Disponen de una adquisición de datos rápida y precisa, combinada con un control inteligente de todos los procesos de carga. Se emplean para la determinación de parámetros del material bajo cargas oscilantes, como en los ensayos DMA.
- Cámaras de temperatura para su integración en máquinas de ensayos estáticos y dinámicos, que permiten ensayos en un amplio rango estándar de temperaturas, desde −70 °C hasta +250 °C. El calentamiento se realiza de forma eléctrica y la refrigeración mediante nitrógeno líquido.
- Equipos de dureza que miden la dureza del material según Shore e IHRD
- Péndulos de resiliencia al rebote para medir la elasticidad del material
- Prensas troqueladoras para la preparación de probetas tipo halterio o probetas en anillo
- Sistemas de ensayos automatizados como roboTest L, roboTest R o el sistema de ensayos ALEX para ensayar automáticamente múltiples probetas a la vez
