23 Giu
PROVE DI TRAZIONE SU GOMMA DA 5 A 500Kg: COME RISPETTARE LE NORME?
In questo caso studio, analizziamo una particolare necessità di prova di trazione su gomma e polimeri, soddisfatta con una soluzione Easydur compatta, versatile e universale
Al giorno d’oggi, i concetti di sostenibilità, economia circolare e riciclo sono di grande rilievo in molti settori. Un esempio è quello del cliente protagonista di questo caso studio, produttore italiano di rulli in gomma riciclata, con svariate necessità di test sui materiali che tratta, tramite prove di trazione e prove di compressione.
Che caratteristiche deve avere il provino di una prova di trazione?
La richiesta che ci è stata sottoposta prevede delle operazioni di caratterizzazione materiali eseguite su provini standard ISO 1798 TYPE 1 (alcuni esempi nelle foto), fustellati con appositi strumenti a norma. L’analisi delle proprietà dei materiali prodotti dal cliente avviene tramite prove di trazione su provini ad osso di cane e prove di compressione eseguite su tondini di vario diametro e spessore.
Come già accennato, il prodotto in questione è la gomma riciclata o, per essere più precisi, una miscela di EPDM e SBR, ottenuta dalla trasformazione di pneumatici in rulli di vario spessore mediante macchinario assimilabile ad un’autoclave con linea da 60 metri, capace di processare 4 tonnellate l’ora (circa 500 pneumatici), un volume di produzione decisamente considerevole.
Queste sostanze sono impiegate comunemente per la realizzazione di attrezzatura sportiva, ma anche in ambito industriale (cinghie, tubi) mentre gli agglomerati plastica + gomma sono utilizzati per l’isolamento acustico.
GALLERIA IMMAGINI
Già da ora si può capire come il principale requisito della soluzione tecnica da individuare per il cliente sia la flessibilità. Non solo sono richiesti due tipi di test (prova di trazione statica + prova di compressione), ma la produzione prevede anche differenti tipologie di miscele frutto di una continua ricerca e sperimentazione, con una notevole quantità di prototipi da testare e dati da inviare e archiviare.
Questi requisiti, uniti ai bassi carichi in gioco, ci hanno immediatamente portato a proporre DYNO, la nostra Macchina Universale per Prove di Trazione, Compressione, Flessione, Taglio e Peeling. Quella protagonista di questo caso è la versione da banco a due colonne, qui in configurazione personalizzata con 3 celle di carico (da 5, 50 e 500 kg), capace di eseguire prove fino a 10 kN (1.000 kg). Si tratta della “sorella minore” delle serie 3MZ e AURA (con carichi rispettivamente fino a 50 kN e 200 Ton), progettata per effettuare prove con carichi particolarmente bassi, dunque ideale per la caratterizzazione dei materiali come plastiche, gomme, polimeri e compositi, i quali durante la prova risultano avere un elevato allungamento percentuale.
Dyno è disponibile anche nella versione monocolonna, con carico massimo di 5 kN (500 kg).
FUNZIONAMENTO MACCHINA UNIVERSALE PER PROVE DI TRAZIONE
DYNO può effettuare ogni tipo di test meccanico, come prove di trazione, compressione, flessione/taglio e peeling, a seconda della configurazione meccanica scelta.
Ogni scenario prevede un funzionamento diverso della macchina: grazie alle ricette di prova totalmente personalizzabili è possibile optare per una trazione a rottura, con blocco istantaneo al momento dello strappo e restituzione del carico necessario a spezzare il provino, oppure effettuare un allungamento controllato. La forza applicata è calcolata e visualizzata in tempo reale sul grafico prova di trazione, per ogni frazione di secondo.
DYNO, inoltre, grazie alla sua elevatissima precisione nella rilevazione del carico e della posizione delle celle, è in grado di effettuare la misurazione dello spessore dei provini, restituendo il valore in mm, applicando un carico nullo, oppure un lieve carico controllabile per effettuare, ad esempio, il raddrizzamento dei campioni curvi. L’ampia superficie delle celle di carico consente di ottenere valori non influenzati dalla consistenza della miscela (il classico calibro potrebbe penetrare, falsando il risultato).
L’importanza del software per le macchine di prova universali
Dal momento che i materiali prodotti sono svariati e con proprietà fisiche differenti, è importante poter avere più programmi, che siano immediatamente richiamabili ad ogni prova di trazione. Qui entra in gioco un’altra funzione di DYNO, resa possibile dall’intuitivo software sviluppato da Easydur, chiamato EasyQs.
Si tratta della possibilità di impostare e salvare, tramite pratico e ampio schermo touch, tutte le informazioni riguardanti i campioni testati in apposite ricette. In tale modo, si può procedere con i test tramite pochi step, e ottenere in breve tempo dati e grafici da inviare o archiviare.
Nella fattispecie, il cliente ha richiesto di poter impostare informazioni geografiche riguardo il luogo in cui avvengono le prove, assieme a indicazioni temporali dall’anno fino all’orario (secondi compresi). Alcune norme richiedono quattro test con conseguente calcolo dei valori medi, operazione che il software Easydur permette di fare in modo automatico, velocizzando la redazione dei report.
GUARDA DYNO IN FUNZIONE
COME SI SVOLGE LA PROVA DI TRAZIONE?
Un elemento interessante da prendere in considerazione è che spesso le normative in fatto di prove di trazione su gomma, prevedono velocità di test elevate. Inoltre, proprio in virtù delle proprietà dei materiali in oggetto, gli allungamenti percentuali sono considerevoli. Dunque, è richiesta una soluzione come DYNO, Macchina di Prova Universale la quale, grazie al proprio stativo dotato di altezza maggiorata, consente di effettuare prove di trazione anche sui materiali più elastici, che necessitano di una elevata altezza utile di prova. Tuttavia, quella protagonista di questo caso studio rimane una prova di trazione statica (non una prova dinamica, come quelle che avvengono seguendo una determinata frequenza), per la precisione una prova di trazione a rottura.
Una macchina di prova per caratterizzazione materiali a 360 gradi
Inoltre, sono previste anche delle prove di compressione su tondini di vario diametro e spessore che richiedono forze maggiori (da qui la necessità di montare tre celle con carichi tanto differenti).
Si consideri infine che chiudere un anello di carico (PID loop, o controllo Proporzionale-Integrale-Derivativo) su un tondino in gomma è più complesso rispetto allo stesso test effettuato su una molla. Infatti, raggiungendo in breve tempo uno spessore ridotto, il campione si potrebbe irrigidire, portando all’intervento del meccanismo di protezione delle celle automatico, che bloccherebbe il test.
Le Macchine Universali per Prove di Trazione e Compressione Easydur gestiscono facilmente questi test, permettendo di inserire dei parametri finemente regolabili e totalmente personalizzabili, così da restituire risultati precisi, e grafici completi.
A completare la dotazione di questa macchina per prove di trazione, troviamo il modulo interfaccia Industria 4.0, implementato tramite protocollo bidirezionale OPC-UA, per approfittare a pieno di tutti i benefici che questo nuovo concetto porta con sé.
Come viene sviluppata la prova di trazione statica?
NORME CHE IL CLIENTE DEVE SEGUIRE PER LA PROVA DI TRAZIONE SU GOMMA
- RESISTENZA ALLA TRAZIONE | ISO 1798 (PROVINO TYPE 1, VELOCITÀ 450 mm/min)
- ALLUNGAMENTO A ROTTURA | ISO 1798 (PROVINO TYPE 1, VELOCITÀ 450 mm/min)
- TEST DI COMPRESSIONE | ISO 815 / ASTM D395-3 (FUSTELLA QUADRATA 50X50 mm)
- TEST DI MASSIMA COMPRESSIONE | ASTM D395-3 (FUSTELLA QUADRATA 31,6X31,6 mm, CARICO 500 Kgf)
Ma altri esempi di norme assimilabili sono ISO 37 (prove di trazione su gomma, vulcanizzati o termoplastiche), ASTM D638 (prova di trazione su plastiche), ISO 6502 (prove di trazione su gomma), e molte altre ancora. Grazie all’esperienza acquisita dal 1985 ad oggi, Easydur è in grado di progettare e realizzare una soluzione per ogni bisogno, norma, applicazione o materiale.
