Ensaios em borracha e elastômeros
Borracha e elastômeros são indispensáveis em diversos setores – da indústria automotiva à tecnologia médica, passando por produtos do cotidiano. Para que esses materiais cumpram sua função de forma confiável, um ensaio preciso do material é fundamental.
Os métodos de ensaio padrão, a metodologia e os parâmetros básicos na avaliação de borracha & elastômeros são definidos em normas ISO e em normas como ASTM, DIN, BS, NF ou JIS. Os principais focos dos ensaios estão na caracterização de materiais em corpos de prova padrão, bem como em medições próximas aos componentes, por exemplo, em pneus, amortecedores, correias transportadoras, correias, vedações, artigos técnicos, mas também em produtos de uso cotidiano, como luvas de borracha ou solados de calçados.
O objetivo dos ensaios físicos é garantir a qualidade e a adequação dos materiais. Para isso, são avaliadas propriedades mecânicas, térmicas e químicas, assim como durabilidade, resistência, elasticidade, dureza, bem como a resistência ao desgaste e aos efeitos ambientais.
Normas Ensaio de tração Ensaio de rasgamento Ensaio de dureza Outros ensaios Automação Sistemas de ensaio Projetos interessantes de clientes Solicitar orientação
Métodos de ensaios de borrachas e elastômeros
| Short description | Standards |
|---|---|
| Plásticos | Elastômeros | Ensaio de tração |
|
| Borracha & Elastômeros | Ensaio de rasgamento |
|
| Borracha & Elastômeros | Ensaio de rasgamento |
|
| Indústria médica | Preservativos | Resistência ao rasgo / alongamento na ruptura |
|
| Indústria médica | Luvas de borracha | Ensaio de tração |
|
| Plástico | Dureza por indentação de esfera & Rockwell |
|
| Plástico | Dureza Shore |
|
| Plástico | Dureza IRHD |
|
Ensaios de tração em borracha & elastômeros
O ensaio de tração está entre os ensaios mais frequentes. Ele serve para determinar a força necessária para rasgar uma amostra de borracha por alongamento. Ele fornece diversas propriedades e geralmente é realizado em corpos de prova tipo gravata ou anel.
Os métodos de ensaio mais comuns para ensaios de tração em borracha & elastômeros estão descritos nas normas ASTM D412, ISO 37 e DIN 53504.
Ensaios de rasgamento em Borracha & Elastômeros
Esse tipo de ensaio caracteriza o comportamento de um material entalhado, ou seja, danificado, e serve para determinar a resistência à propagação de rasgo de diferentes corpos de prova, como corpos de prova tipo gravata ou tira, corpos de prova angulares, corpos de prova curvos ou corpos de prova Delft. O ensaio de resistência ao rasgo em borracha e elastômeros é descrito nas normas ASTM D624 e ISO 34.
Ensaio de dureza em Borracha & Elastômeros
As medições em Borracha & Elastômeros são geralmente realizadas de acordo com o IRHD ou Shore A, em casos especiais também de acordo com o método Pusey & Jones. Os procedimentos comuns para o ensaio IRHD são descritos nas normas ASTM D1415 e ISO 48-2. Os métodos de ensaio para determinação da dureza por penetração, utilizando um durômetro para medir a dureza Shore, estão descritos nas normas ASTM D2240 e ISO 48-4.
Ensaios de compressão em Borracha & Elastômeros
No ensaio de compressão em borracha, investiga-se o comportamento do material sob solicitação de compressão estática. O objetivo é caracterizar as propriedades mecânicas de borracha e elastômeros sob uma carga de compressão aplicada.
Conforme a ISO 7743, o corpo de prova é submetido a quatro ciclos de carga. No quarto ciclo de carga, os módulos de compressão são determinados em pontos de referência pré-definidos.
Medição da deformação permanente por compressão
O ensaio de deformação permanente por compressão (ensaio DVR) desempenha um papel importante em vedações. É medido o decréscimo de espessura que se estabelece em um material sob uma deformação pré-determinada, possivelmente com a aplicação simultânea de calor, após um período definido.
A determinação da deformação permanente por compressão está descrita nas seguintes normas:
- DIN ISO 815-1 Determinação da deformação permanente por compressão – Parte 1: Em temperaturas ambiente ou elevadas
- DIN ISO 815-2 Determinação da deformação permanente por compressão – Parte 2: Em baixas temperaturas
- ASTM D395 Standard Test Methods for Rubber Property—Compression Set
- ASTM D1229 Standard Test Method for Rubber Property—Compression Set at Low Temperatures
Ensaios de cisalhamento em Borracha & Elastômeros
A medição das propriedades de cisalhamento é geralmente realizada como cisalhamento de dois cortes por sobreposição, às vezes também em “cisalhamento quádruplo” (“Quadruple Shear”), ou seja, com quatro blocos de borracha sendo submetidos ao cisalhamento. É medido um módulo de cisalhamento após várias cargas cíclicas.
A “Determinação do módulo de cisalhamento e da adesão em placas rígidas – Método de cisalhamento quádruplo” está descrita na norma ISO 1827.
Resiliência
O objetivo desse ensaio é a medição simples e rápida da elasticidade do material. Um material 100 % elástico acumula a energia recebida e a libera no momento da remoção de carga. Ao contrário, o material 100 % plástico absorve a energia recebida totalmente. A partir dessas propriedades, realiza-se a medição da elasticidade de retorno.
A determinação da elasticidade de retorno está descrita nas normas ISO 4662, DIN 53512 e ASTM D1054. A ZwickRoell oferece os resiliômetros adequados para ensaios de elasticidade de rebote.
Ensaio de amortecedores e mancais
Elementos de amortecimento são frequentemente utilizados na construção de veículos. Eles são feitos de elastômeros e frequentemente conectados a suportes metálicos. A medição das propriedades viscoelásticas é realizada com máquinas de ensaio servohidráulicas em uma ampla faixa de frequência e temperatura. Máquinas de ensaio estáticas são utilizadas quando se trata de condições máximas de carga e deformação, ou quando determinadas situações de uso precisam ser reproduzidas de forma reprodutível no laboratório.
Ensaio de pneus
Os diferentes componentes de um pneu, como a borracha, a camada têxtil, os cordonéis e o cinturão de aço, são ensaiados individualmente pelos métodos clássicos. A adesão entre a borracha e os cordonéis metálicos ou têxteis tem grande importância para a durabilidade e qualidade de um pneu. Essa propriedade é determinada por ensaios de arrancamento e ensaios de separação. No pneu completo, são ensaiadas as condições de condução. Isso pode ser feito tanto de forma estática, para medir a deformação do pneu sob cargas complexas, quanto de forma dinâmica e cíclica.
Ensaio de vedações
Perfis de vedação devem cumprir determinadas funções de forma confiável ao longo do tempo. Para esse fim, a ZwickRoell oferece as ferramentas de ensaio padrão necessárias e fabrica ferramentas específicas adaptadas a cada perfil. Em vedações de perfil complexas, o conhecimento do comportamento de deformação sob carga pode desempenhar um papel importante no desenvolvimento.
É aqui que entra em ação o ZwickRoell Video Capturing Plus: Com uma webcam, uma filmadora ou o registrador óptico de variação de comprimento
videoXtens, uma sequência de imagens é gravada paralelamente ao ensaio. Graças à sincronização de hardware integrada, os dados de medição e a imagem de vídeo podem ser perfeitamente sincronizados. Ao reproduzir o vídeo, o ponto de medição correspondente é exibido no gráfico da curva.
Ensaios automatizados de borracha e elastômeros
Ensaios em borracha e elastômeros, como ensaios de tração e de propagação de rasgo, também podem ser automatizados, ou seja, realizados com alimentação totalmente automática das amostras. Um sistema de ensaio automatizado é utilizado principalmente quando muitas amostras precisam ser ensaiadas ou quando se deseja eliminar influências do operador. A temperatura ou umidade das mãos, assim como o posicionamento impreciso ou inclinado da amostra nos suportes, podem afetar os resultados do ensaio.
- O compacto sistema de ensaio robótico roboTest L pode ensaiar até 350 amostras de forma autônoma. Um medidor de espessura integrado ao sistema mede a espessura das amostras de forma precisa e comparável. A pinça de amostra posiciona a amostra na máquina de ensaio e o ensaio de tração conforme ISO 37 / DIN 53504 é iniciado automaticamente. Após o ensaio, os restos de amostra são removidos das garras por garras de descarte separados.
- O sistema de ensaio robótico roboTest R é mais complexo e permite a integração adicional de outros equipamentos, como, por exemplo, uma estação de marcação de amostras, uma estação de centralização ou uma câmara de temperatura para a exata termorregulação das amostras.
- Para evitar influências do operador mesmo em pequenas séries de amostras (Tipo 1+2/S1+S2), a ZwickRoell oferece o sistema de ensaio ALEX: simples, compacto e econômico, podendo ser utilizado já a partir de uma série de 10 amostras.
Máquinas de ensaio para borracha e elastômeros da ZwickRoell
Nossas máquinas de ensaio para borracha e elastômeros são projetadas para os requisitos específicos da caracterização de materiais de borracha e elastômeros e abrangem uma ampla gama de ensaios mecânicos:
- Máquinas de ensaio eletromecânicas, como zwickiLine, ProLine ou AllroundLine, para aplicações estáticas, são especialmente projetadas para ensaios de tração, compressão e propagação de rasgo
- Máquinas de ensaio eletrodinâmicas, como a LTM, baseiam-se em tecnologia de motor linear e podem ser utilizadas para ensaios DMA (Análise Mecânica Dinâmica)
- Máquinas de ensaio servohidráulicas consistem em uma estrutura de carga extremamente rígida e durável até a carga nominal. Elas possuem uma aquisição de dados rápida e precisa, combinada com um controle inteligente de todos os processos de solicitação. Elas são utilizadas para determinar propriedades dos materiais sob carregamento vibratório, como no ensaio DMA (Análise Mecânica Dinâmica)
- Câmaras de temperatura para instalação em máquinas de ensaio estáticas e dinâmicas permitem ensaios em uma ampla faixa de temperatura padrão, de -70°C a +250°C. O aquecimento é feito eletricamente e o resfriamento é realizado com nitrogênio líquido.
- Máquinas de ensaio de dureza medem a dureza do material segundo Shore e IRHD
- Resiliômetros para a medição da elasticidade do material
- Prensas de corte para a preparação de amostras tipo gravata ou amostras em anel
- Sistemas de ensaio automatizados, como o roboTest L, roboTest R ou o sistema de ensaio ALEX, para o ensaio automático de um grande número de amostras
