Prove sui materiali ad alta precisione per un importante centro di innovazione cinese: ZwickRoell supporta Materials Academy JITRI con sistemi di prova personalizzati
Case Study
- Cliente: Materials Academy - Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI)
- Luogo: Suzhou (Provincia di Jiangsu), Cina
- Settore industriale: Ricerca accademica / fornitore di servizi di prova
- Topic: Configurazione di prova per un'infrastruttura di test con un'ampia gamma di applicazioni
Agosto 2025
La Materials Academy del Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI) si affida alle soluzioni di prova di ZwickRoell. Sono state acquistate due macchine Kappa LA-Spring, una Kappa Multistation con camera climatica e una macchina di prova universale Z010 TEW per attrezzare un nuovo laboratorio e coprire la più ampia gamma possibile di applicazioni.
MATERIALS ACADEMY - JIANGSU INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE (JITRI)
La Materials Academy del Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI) è stata fondata nel dicembre 2019 a Suzhou. È sostenuta dal governo provinciale dello Jiangsu, dall'Accademia cinese delle scienze, dall'Istituto cinese di ricerca sul ferro e l'acciaio e dal gruppo siderurgico cinese Baowu Steel. L'obiettivo dell'accademia è quello di trasferire in modo efficiente le conoscenze nel campo della scienza dei materiali alle applicazioni industriali. Ciò ha comportato una stretta collaborazione con aziende leader, università e istituti di ricerca, integrando la ricerca, le esigenze industriali e le risorse esistenti in un sistema di innovazione completo.
L'accademia impiega attualmente oltre 340 persone, tra cui personale direttivo, team di progetto e laureati, e sta investendo in modo cospicuo nell'espansione della propria infrastruttura tecnologica. 600 milioni di RMB sono stati stanziati esclusivamente per la “piattaforma di caratterizzazione dei materiali”, con apparecchiature di prova del valore di quasi 300 milioni di RMB già installate. La piattaforma offre un'ampia gamma di servizi per l'analisi delle microstrutture e dei materiali ed è accreditata da CMA, CNAS e NADCAP. La Materials Academy svolge un ruolo chiave sia nelle reti nazionali che internazionali.
Nell'ambito dell'ulteriore espansione, è stato costruito un nuovo edificio destinato a laboratorio, che funge da elemento centrale per la ricerca e le applicazioni industriali. L'obiettivo era quello di creare un'infrastruttura di collaudo completa, che consentisse di testare un'ampia gamma di materiali in condizioni standardizzate, dalle materie plastiche standard alle leghe resistenti alle alte temperature.
Il task
Con la costruzione del nuovo laboratorio, la Materials Academy ha dovuto affrontare la sfida di acquistare macchine di prova in grado di coprire un'ampia gamma di applicazioni e soddisfare al contempo i più elevati standard di precisione, conformità alle norme e affidabilità a lungo termine. Sia i materiali metallici che quelli polimerici dovevano essere testati in condizioni climatiche variabili, ad alte temperature e sotto carichi statici e ciclici.
I requisiti del sistema di prova includevano:
- Prove di creep ad alta temperatura e di rilassamento del creep sui metalli
- Prove di creep a lungo termine su materie plastiche in condizioni climatiche e di temperatura definite
- Prove di trazione, flessione e combinazioni complesse su provini di tipo termoplastico, elastomerico, film e pellicola.
Un altro requisito era l'integrazione in un ambiente di laboratorio moderno con flessibilità d'uso, facilità d'impiego, valutazione automatizzata e affidabilità operativa a lungo termine.
Kappa LA-Spring 50 kN (2x)
Per le prove ad alta temperatura sui materiali metallici, JITRI ha optato per due macchine di prova Kappa LA-Spring con una forza di prova massima di 50 kN. I sistemi sono progettati per:
- Prove di creep con misurazione della deformazione (secondo ISO 204, ASTM E139)
- Prove di rottura sotto carico statico
- Prove di rilassamento della sollecitazione con deformazione costante (secondo EN 10319)
- Prove di creep senza misurazione della deformazione
Il versatile sistema per prove di creep con molla pretensionata consente di eseguire prove a temperature ambiente fino a 1.150°C direttamente sul provino. La misurazione della deformazione avviene tramite un estensimetro a 4 barre con contatto assiale e lunghezza di misura variabile da 18 a 100 mm. I sistemi sono progettati per prove di lunga durata fino a 100.000 ore. Si utilizzano principalmente provini rotondi con testa filettata M12, progettati con collari per fissare con precisione l'estensimetro.
Kappa Multistation 5 x 10 kN
Per le prove di creep sulle materie plastiche in parallelo ZwickRoell fornisce la Kappa Multistation, una soluzione modulare con cinque stazioni di prova indipendenti con una capacità di 10 kN. Il sistema consente di effettuare:
- Prove di creep secondo ISO 899-1
- Prove di creep con flessione secondo ISO 899-2 con kit per prove di flessione a 3 punti
- Test di rilassamento con allungamento costante
- Cicli di carico-deformazione definiti dall'utente (incl. rampe, gradini, curve di carico flessibili)
- Prove di trazione e flessione sotto carichi variabili
La macchina è dotata di una camera climatica che consente temperature da -40°C a +250°C e umidità relativa dal 20% al 95%. Grazie a questi prerequisiti, è stato possibile soddisfare le condizioni di prova speciali richieste, quali 85°C con umidità relativa dell'85%. La misurazione della deformazione viene eseguita senza contatto, il che significa che non vi è alcuna influenza sul provino, con videoXtens, in grado di registrare con precisione anche le più piccole variazioni di lunghezza per lunghi periodi di tempo. Ogni asse di prova è dotato di un estensimetro video senza contatto (videoXtens), che misura la deformazione con elevata precisione e in conformità alle norme – con accuratezza 1 – anche in caso di variazioni di temperatura. La macchina di prova è progettata per una durata massima di 10.000 ore per ogni prova.
Macchina di prova universale Z010 TEW AllroundLine
Una macchina di prova universale Z010 AllroundLine viene utilizzata per i requisiti di prova classici nel range forza media. Questa macchina di prova universale è dotata di una camera climatica, che consente di eseguire prove controllate fino a +250°C. È particolarmente flessibile per le prove su:
- Tecnopolimeri tecnici e ad alte prestazioni (secondo ISO 527-1/-2, ASTM D638)
- Elastomeri e gomma (secondo ISO 37, ASTM D412, ISO 23529)
- Film/pellicole sottili e materiali speciali
La macchina è dotata di guide modulari su cui è montata la camera climatica in modo che possa scorrere. Ciò facilita l'accesso all'area di prova e la combinazione con diversi estensimetri o dispositivi di prova. In questo caso makroXtens II viene utilizzato come estensimetro. makroXtens II è un estensimetro universale ad alta risoluzione per prove di trazione, compressione, flessione e cicliche su materie plastiche, compositi, materiali espansi rigidi e metalli con deformazione del provino da bassa a media. La risoluzione e l'accuratezza di misurazione su tutto il campo di misurazione sono molto elevate (accuratezza 0,5 secondo EN ISO 9513). È possibile eseguire prove di compressione e flessione semplicemente sostituendo i bracci del sensore. Il sistema di misurazione può essere utilizzato per misurazioni all'interno e all'esterno della camera climatica, il che è ideale in questo caso.
Il risultato
Una soluzione flessibile, versatile e sostenibile
Grazie alla soluzione personalizzata di ZwickRoell, la Materials Academy JITRI ha allestito un laboratorio di prova che definisce gli standard internazionali in termini di versatilità, precisione e conformità alle norme. I sistemi utilizzati consentono di caratterizzare in modo affidabile materiali metallici e polimerici in condizioni realistiche, sia a temperatura ambiente, sia nell'intervallo delle alte temperature, sia in condizioni climatiche definite.
ZwickRoell ha supportato JITRI non solo fornendo le macchine, ma anche offrendo consulenza tecnica e competenze applicative nel campo delle prove a lungo termine. La soluzione contribuisce in modo significativo al raggiungimento dell'obiettivo della Materials Academy: promuovere lo sviluppo e l'industrializzazione di nuovi tipi di materiali ad alte prestazioni su base scientifica.
Il successo dell'implementazione costituisce anche la base per future espansioni, ad esempio nella direzione della produzione additiva, dei materiali funzionali o delle soluzioni di collaudo automatizzate per grandi serie. Con il nuovo centro di prova, JITRI sta ponendo un'altra pietra miliare nel suo percorso per diventare la piattaforma di innovazione leader nel settore delle tecnologie dei materiali in Cina, supportata dall'affidabile tecnologia di prova di ZwickRoell.
