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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

StandardTipoNota:l3
mm
l1
mm
b2
mm
b1
mm
h
mm
L0
mm
Forma
ASTM D412CProvino preferito≥1153325±16+0,051,3 ... 3,325±0,25Provino a manubrio
ASTM D412ADimensioni possibili≥14059±225±112+0,051,3 ... 3,350±0,5Provino a manubrio
ASTM D412BDimensioni possibili≥4059±225±16+0,051,3 ... 3,350±0,5Provino a manubrio
ASTM D412DDimensioni possibili≥10033±216±13+0,051,3 ... 3,325±0,25Provino a manubrio
ASTM D412EDimensioni possibili≥12559±216±13+0,051,3 ... 3,350±0,5Provino a manubrio
ASTM D412FDimensioni possibili≥12559±216±16+0,051,3 ... 3,350±0,5Provino a manubrio
ASTM D4121Dimensioni preferite17,915,91 ... 3,350Provino ad anello
ASTM D4122Dimensioni più grandi35,831,81 ... 3,3100Provino 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.

Sistema di prova per i test di trazione secondo ASTM D412

Le soluzioni di prova utilizzate per eseguire i test di trazione su elastomeri e gomma secondo ASTM D412 includono normalmente i seguenti componenti:

Macchine di prova

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: presa a doppio attuatore. 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.
Saremo lieti di consigliarti la soluzione più adatta.

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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.

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