Ensaios dinâmicos automatizados – seus processos de ensaio. Nova definição.

A análise mecânico-dinâmica (DMA) é um método central para a caracterização de materiais viscoelásticos. Para essas aplicações, a ZwickRoell oferece soluções automatizadas de DMA com base em máquinas de ensaio com motor linear de alta precisão. As aplicações típicas incluem ensaios em amostras cilíndricas de elastômeros, por exemplo para determinação da rigidez, energia de dissipação ou fator de perda.

Especialmente em ensaios de DMA, frequentemente surge no laboratório uma situação típica: Os ensaios individuais demoram demais para simplesmente esperar ao lado – ao mesmo tempo, são curtos demais para iniciar outra tarefa de forma útil nesse período. Isso ocupa profissionais qualificados, sem gerar valor real.

O sistema de ensaio automatizado roboTest N assume, portanto, a alimentação, o posicionamento e a medição das amostras. Em combinação com uma câmara de temperatura e a medição automática de altura através do eixo da máquina de ensaio, os ensaios de DMA podem ser realizados de forma reprodutível e eficiente – mesmo com grandes séries de amostras. Influências do operador, como temperatura das mãos ou posicionamento impreciso, são consistentemente eliminadas, o que leva a uma dispersão significativamente menor dos resultados de medição.

Ao mesmo tempo, deixa de ser necessário abrir repetidamente a câmara de temperatura para reposição de amostras, uma vez que o robô introduz as amostras através de uma abertura lateral com fechamento automático – assim, as perdas de temperatura e os tempos de aquecimento são significativamente reduzidos.

Ensaios de fadiga (ASTM E466 / DIN 50100) são especialmente demorados – é exatamente aqui que a automação mostra seus pontos fortes: Um sistema de ensaio automatizado transforma os ensaios de longa duração em um processo eficiente, que funciona de forma contínua e confiável.

Especialmente em ensaios de fadiga, o término de um ensaio frequentemente ocorre fora do horário de trabalho regular. Sem automação, isso significa ou parada até o próximo dia útil ou um esforço adicional de pessoal. Sistemas de ensaio automatizados contornam esse problema: Eles realizam a troca de amostras de forma autônoma e iniciam imediatamente o próximo ensaio.

Outra vantagem decisiva está no manuseio consistente das amostras: Por meio da automação, cada amostra é fixada no porta-amostras de forma exatamente igual. A influência do operador e as variações na inserção manual são totalmente eliminadas. Dessa forma, os resultados de ensaio tornam-se significativamente mais comparáveis e reprodutíveis, enquanto a dispersão dos resultados de medição é visivelmente reduzida.

As aplicações típicas incluem a determinação de curvas de Wöhler em corpos de prova redondos, planos ou de cisalhamento, utilizando máquinas de ensaio servohidráulicas ou eletrodinâmicas. Sistemas de ensaio automatizados como o roboTest R assumem o manuseio, a fixação e o ensaio das amostras – opcionalmente com ou sem extensômetro (por exemplo, videoXtens).

O resultado: ensaios de fadiga reprodutíveis, alta utilização da máquina de ensaio e uma operação eficiente 24/7 sem presença permanente de operador.

Investigações de mecânica da fratura, por exemplo conforme a ASTM E399, servem para a determinação de parâmetros como a tenacidade à fratura K₁C. Normalmente, são ensaiadas amostras CT de aço ou alumínio. O processo de ensaio divide-se em duas etapas sucessivas: Primeiramente ocorre o carregamento cíclico para a geração controlada de trinca, seguido de um ensaio de tração estático para determinação da tenacidade à fratura. Esses ensaios complexos são frequentemente realizados, na prática, por especialistas experientes, uma vez que tanto a execução quanto a avaliação exigem um elevado nível de conhecimento técnico.

A ZwickRoell oferece, para essa finalidade, soluções de alto desempenho e automatizáveis baseadas nas máquinas de ensaio por ressonância Vibrophore. O sistema é complementado pela solução de automação roboTest N, que é responsável pelo posicionamento reprodutível das amostras. Dessa forma, os ensaios de mecânica da fratura podem ser realizados de maneira eficiente, padronizada e com elevada segurança de processo.

O fator decisivo para uma automação econômica e contínua é uma característica dos sistemas de ensaio por ressonância Vibrophore: o bloqueio hidráulico automático da travessa oscilante permite realizar ambas as etapas do ensaio — geração dinâmica de fissuras e ensaio de tração estático — em uma única máquina de ensaio, sem a necessidade de reajustes manuais. Isso permite um processo de ensaio contínuo e sem interrupções.

Assim, a automação revela todo o seu potencial: O usuário apenas coloca as amostras no compartimento, enquanto todas as demais etapas – desde a alimentação das amostras, passando pelo posicionamento exato, até a execução completa das duas fases de ensaio – ocorrem de forma automatizada. O resultado é um processo de verificação contínuo, eficiente e independente do operador, que alivia de forma específica a carga de trabalho do pessoal qualificado e libera tempo para tarefas mais complexas.