Ensaios de materiais de alta precisão para um centro de inovação líder na China – a ZwickRoell apoia a Materials Academy JITRI com sistemas de ensaio sob medida
Case Study
- Cliente: Materials Academy - Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI)
- Local: Suzhou (província de Jiangsu), China
- Indústria: Pesquisa acadêmica / Prestador de serviços de ensaio
- Tema: Estruturação de uma infraestrutura de ensaio com amplo espectro de aplicações
Agosto de 2025
A Materials Academy do Instituto de Pesquisa em Tecnologia Industrial de Jiangsu (JITRI) aposta nas soluções de ensaio da ZwickRoell Para equipar o novo laboratório foram adquiridos duas Kappa LA-Spring, uma Kappa Multistation com câmara climática e uma máquina universal de ensaios Z010 TEW, a fim de cobrir o espectro de aplicações mais amplo possível.
MATERIALS ACADEMY - JIANGSU INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE (JITRI)
A Materials Academy do Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI) foi inaugurada em dezembro de 2019, em Suzhou. Os órgãos mantenedores desta instituição incluem o governo da província de Jiangsu, a Academia Chinesa de Ciências, o China Iron & Steel Research Institute e o China Baowu Steel Group. O objetivo da Academia é a transferência eficiente de conhecimentos em ciência dos materiais para aplicações industriais. Para isso, a Academia trabalha em estreita colaboração com empresas líderes, universidades e institutos de pesquisa, integrando pesquisa, demandas industriais e recursos existentes em um sistema de inovação abrangente.
A instituição conta atualmente com mais de 340 colaboradores – incluindo equipe de gestão, equipes de projetos e pós-graduandos – e investe fortemente na expansão de sua infraestrutura tecnológica. Somente para a 'Material Characterization Platform' foram disponibilizados 600 milhões de RMB, dos quais já foram instalados equipamentos de ensaio no valor de quase 300 milhões de RMB. A plataforma disponibiliza diversos serviços de análise de microestrutura e de materiais, possuindo acreditações da CMA, CNAS e NADCAP. A Materials Academy ocupa uma posição central em redes nacionais e internacionais.
Como parte da ampliação, um novo prédio de laboratório foi erguido, funcionando como núcleo central para pesquisa e aplicações industriais. A meta era criar uma infraestrutura de ensaio completa, permitindo a avaliação de uma ampla gama de materiais sob condições padronizadas, desde plásticos convencionais até ligas de alta temperatura.
A tarefa
Com a inauguração do novo laboratório, a Materials Academy teve o desafio de selecionar máquinas de ensaio capazes de abranger um vasto espectro de aplicações, atendendo simultaneamente aos mais rigorosos padrões de precisão, conformidade normativa e confiabilidade em longo prazo. O objetivo era ensaiar materiais metálicos e poliméricos, sob diferentes condições climáticas, em altas temperaturas, e sob cargas estáticas e cíclicas.
Os sistemas de ensaio solicitados incluíam:
- Ensaios de fluência (creep) e relaxamento em metais a altas temperaturas,
- Ensaios de fluência de longo prazo (long-term creep) em polímeros sob condições controladas de clima e temperatura,
- Ensaios de tração, flexão e combinações complexas em amostras termoplásticas, elastoméricas e em forma de filme.
Uma outra demanda era que o sistema fosse integrado a um laboratório moderno, oferecendo flexibilidade de uso, facilidade de manuseio, avaliação automatizada e confiabilidade operacional em longo prazo.
Kappa LA-Spring 50 kN (2x)
Para ensaios em alta temperatura em materiais metálicos, o JITRI optou por duas máquinas de ensaio Kappa LA-Spring com força máxima de ensaio de 50 kN. Os sistemas foram desenvolvidos para:
- Ensaios de fluência com medição de deformação (segundo ISO 204, ASTM E139),
- Ensaios de fratura sob carga estática,
- Ensaios de relaxamento com deformação constante (conforme EN 10319),
- Ensaios de fluência de longo prazo sem medição de deformação.
O sistema versátil de ensaio de fluência com braço de alavanca e mola pré-carregada possibilita a realização de ensaio diretamente na amostra, em temperaturas de até 1.150 °C. A deformação é medida usando um extensômetro de contato axial de 4 hastes, com comprimento de medição ajustável entre 18 e 100 mm. Os sistemas foram desenvolvidos para ensaios de longa duração de até 100.000 horas. Principalmente, empregam-se corpos de prova cilíndricos com cabeça roscada M12, dotados de colarinhos para garantir a fixação precisa do extensômetro.
Kappa Multistation 5 x 10 kN
Para ensaios de fluência em plásticos, a ZwickRoell oferece a Kappa Multistation, uma solução modular composta por cinco estações de ensaio independentes de 10 kN cada. Com este sistema é possível:
- Ensaios de fluência à tração conforme ISO 899-1,
- Ensaios de fluência à flexão conforme ISO 899-2, com dispositivo de flexão em 3 pontos,
- Ensaios de relaxamento com deformação constante,
- Ciclos de carga-deformação personalizados (incluindo rampas, degraus e perfis de carga flexíveis),
- Ensaios de tração e flexão sob condições variáveis.
A máquina está equipada com uma câmara climática, que permite temperaturas de –40 °C a +250 °C e umidade relativa do ar de 20% a 95%. Com essas condições, foi possível atender aos requisitos de ensaios especiais, como 85 °C e 85% de umidade relativa. A medição da deformação é realizada sem contato – portanto, sem influência sobre a amostra – usando o videoXtens, que consegue registrar com precisão até as menores variações de comprimento ao longo de longos períodos. Cada eixo de ensaio está equipado com um extensômetro de vídeo sem contato (videoXtens), que mede a deformação com alta precisão e conforme normas – classe de exatidão 1 – mesmo em caso de variações de temperatura. O equipamento de ensaio foi desenvolvido para suportar ensaios com duração de até 10.000 horas cada.
Máquina universal de ensaio Z010 TEW AllroundLine
Para ensaios convencionais em faixa de força média, emprega-se o sistema universal de ensaio Z010 AllroundLine. Esta máquina de ensaio universal está equipada com uma câmara de temperatura, que permite ensaios controlados até +250 °C. Ela é especialmente flexível para ensaios em:
- Plásticos técnicos e de alto desempenho (segundo ISO 527-1/-2, ASTM D638),
- Elastômeros e borrachas (conforme ISO 37, ISO D412, ISO 23529),
- Filmes finos e materiais especiais.
A máquina está equipada com guias modulares, sobre as quais a câmara de climatização é montada de forma deslizante. Isso facilita o acesso à área de ensaio, assim como a combinação com diferentes extensômetros ou dispositivos de ensaio. Neste caso, o makroXtens II é utilizado como extensômetro. O makroXtens II é um extensômetro universal e de alta resolução para ensaios de tração, pressão, flexão e ensaios cíclicos em plásticos, compósitos, espumas rígidas e metais que apresentem alongamentos de amostras reduzidos a médios. A resolução e a precisão de medição são muito altas em toda a faixa de medição (classe de precisão 0,5 segundo EN ISO 9513). A realização de ensaios de compressão e flexão são feitas simplesmente ao trocar os sensores. O sistema de medição pode ser utilizado tanto dentro quanto fora da câmara de climatização, o que, neste caso, é ideal.
O resultado
Solução flexível, versátil e sustentável
Com a solução de sistema sob medida da ZwickRoell, a Materials Academy JITRI montou um laboratório de ensaio que estabelece padrões internacionais em termos de versatilidade, precisão e conformidade com normas. Os sistemas utilizados permitem caracterizar de forma confiável materiais metálicos e poliméricos sob condições realistas – seja em temperatura ambiente, em altas temperaturas ou sob condições climáticas definidas.
A ZwickRoell apoiou a JITRI não apenas fornecendo as máquinas, mas também oferecendo consultoria técnica e know-how em aplicações na área de ensaios de longa duração. A solução contribui significativamente para a realização do objetivo da Materials Academy: Avançar no desenvolvimento e na industrialização de novos materiais de alto desempenho com base científica sólida.
A implementação bem-sucedida também serve de base para futuras expansões, por exemplo, em direção à manufatura aditiva, materiais funcionais ou soluções de ensaio automatizadas para grandes séries. Com o novo centro de ensaio, a JITRI estabelece mais um marco em seu caminho para se tornar a principal plataforma de inovação em tecnologias de materiais na China – apoiada pela confiável tecnologia de ensaio da ZwickRoell.
