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.
- 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
Un altro metodo standardizzato per determinare le proprietà di trazione della gomma termoindurente vulcanizzata e degli elastomeri termoplastici è descritto nelle normative ISO 37 e DIN 53504.
Il seguente contenuto illustra gli aspetti principali. Per eseguire prove conformi a ASTM D412, tuttavia, è indispensabile acquistare la normativa completa.
Obiettivi e applicazioni Provini Prove di prestazioni e valori caratteristici Requisiti dell’attrezzatura di prova Sistemi di prova Automazione
ASTM D412 obiettivo & applicazioni
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.
I materiali descritti nella normativa ASTM D412 sono utilizzati quotidianamente in una vasta gamma di settori industriali, tra cui quello aerospaziale, edile, medico-tecnico, ad esempio nelle prove sui guanti in gomma, automobilistico, nelle prove su pneumatici, ammortizzatori, guarnizioni e molto altro ancora.
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
| Normativa | 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 |
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.
Valori caratteristici determinati in base alla norma ASTM D412
Sebbene la normativa ASTM D412 misuri diverse proprietà di trazione, i valori caratteristici più importanti includono 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.
Sistemi di prova ASTM D412
Un requisito della prova secondo ASTM D412, è l’allungamento del provino. Con l’aumento della lunghezza del provino, la corsa della traversa deve essere sufficientemente lunga - e quindi il telaio di carico sufficientemente alto - per gestire l’estensione del provino fino al punto di rottura. ZwickRoell offre le macchine di prova universali giuste:
- zwickiLine – soluzione “salva spazio” per carichi di prova ridotti fino a 5 kN e range di prova fino a 1365 mm
- ProLine - per prove conformi alle normative e applicazioni semplici con un'area di prova da 1050 mm a 1450 mm
- AllroundLine - personalizzabile e versatile, con un'area di prova compresa tra 1030 mm e 2560 mm
Afferraggi
Le morse per provini dumbbell devono serrarsi automaticamente, esercitare una pressione uniforme sull'area di presa e aumentare la pressione all'aumentare del carico. Questo impedisce lo slittamento e consente di ottenere una rottura nell'area di prova prevista. ZwickRoell offre vari tipi di morse per provini, dalle morse per provini meccaniche manuali ai comodi sistemi a controllo pneumatico, ciascuno con inserti per ganasce adeguati.
- Morse pneumatiche: la forza di serraggio è generata da attuatori pneumatici e può essere azionata con un comando manuale o a pedale. La forza di serraggio indipendente dalla forza di trazione garantisce una velocità di prova costante durante l'intera sequenza di prova.
- Morse a pinza: morse ad 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 provini soggetti a ritiro.
- Per i provini ad anello occorre uno strumento costituito da due rulli a rotazione libera.
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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Prove di trazione automatizzate secondo ASTM D412
Le prove di trazione su gomma ed elastomeri secondo ASTM D412 possono anche essere automatizzate. Un sistema di prova automatizzato è usato principalmente quando occorre testare tanti provini, oppure quando occorre eliminare le influenze dell'operatore. La temperatura delle mani o l'umidità, così come un posizionamento impreciso o angolato del provino nelle morse per provini, possono influire sui risultati della prova.
- Il sistema di prova robotizzato roboTest L è in grado di testare autonomamente fino a 350 provini. 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 per lo spostamento rimuovono i resti del provino dalle morse per provini.
- Il sistema di prova robotizzato roboTest R è un sistema di prova robotizzato più complesso e 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.
- Per evitare influenze dell'operatore anche con serie ridotte di provini (tipo C), ZwickRoell ha incluso nel suo portfolio il sistema di prova ALEX: semplice, compatto ed economico, può essere usato con una serie di appena 10 provini.
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- Brochure: Macchine e sistemi di prova per materie plastiche e gomma PDF 9 MB
- Informazioni sul prodotto: sistema di prova senza contatto, semplice e completamente automatizzato di materiali a elevato allungamento lightXtens PDF 886 KB
- Product Information: videoXtens 1-270 P PDF 1 MB
- Informazioni sul prodotto: estensimetro multiXtens II HP PDF 1 MB
- Informazioni sul prodotto: Sistema di prova robotizzato roboTest L (linear) per materie plastiche PDF 71 KB
- Informazioni sul prodotto: Sistema di prova robotizzato roboTest R (polar) per materie plastiche PDF 86 KB
- Informazioni sul prodotto: ALEX - L’esperto di laboratorio automatizzato PDF 310 KB
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.
