Taglio a doppio giro

La prova di taglio a doppio giro è un metodo meccanico utilizzato per misurare la resistenza al taglio dei legami adesivi. Il test utilizza una configurazione di giunzione a strati in cui l'adesivo è posizionato tra due interfacce. A differenza di una prova di taglio a singolo giro, la disposizione a doppio giro riduce le sollecitazioni di flessione posizionando lo strato di adesivo in modo simmetrico tra due substrati esterni. In questo modo si ottiene una sollecitazione di taglio più uniforme sullo strato di adesivo e si ottengono dati più affidabili.

In un provino standard a doppio giro di taglio, tre strisce rettangolari di materiale sono incollate insieme. La striscia centrale viene tirata in tensione, mentre le due strisce esterne bilanciano il carico, in modo che l'incollaggio sia sollecitato a taglio piuttosto che a trazione o a pelatura.

La prova di taglio a doppio giro è ampiamente utilizzata per determinare le prestazioni degli adesivi in applicazioni strutturali e semistrutturali. Consente agli ingegneri di:

• Quantificare con precisione la resistenza al taglio dei giunti adesivi.
• Confrontare gli adesivi in diverse condizioni di polimerizzazione, substrati e trattamenti superficiali.
• Capire come si comporteranno i giunti adesivi sotto i carichi operativi.
• Identificare le modalità di guasto probabili, come il cedimento coesivo, il cedimento dell'adesivo o la frattura del substrato.

Il test è utile in diversi settori. Nel settore aerospaziale viene utilizzato per qualificare gli adesivi per l'incollaggio di compositi e leghe leggere. Nel settore automobilistico aiuta a convalidare gli adesivi per le giunzioni strutturali dei veicoli leggeri. Nel settore dell'imballaggio, garantisce che i legami dei laminati resistano alle sollecitazioni operative e nei dispositivi medici conferma l'affidabilità dei componenti incollati utilizzati nei prodotti critici per la sicurezza.

Preparazione dei campioni

I campioni sono preparati secondo dimensioni standardizzate. La norma ASTM D3528 prevede strisce larghe 25 mm e lunghe 100 mm, incollate con una lunghezza di sovrapposizione di 12,5 mm. La norma ISO 4587 descrive una preparazione simile dei provini per gli assemblaggi rigido-rigido. Per ottenere risultati accurati, è essenziale che vi sia coerenza nella sovrapposizione, nello spessore e nelle condizioni di polimerizzazione.

Anche la preparazione della superficie è fondamentale. I substrati possono richiedere la pulizia, l'abrasione o l'applicazione di un primer prima dell'applicazione dell'adesivo per garantire una forza di adesione ripetibile. Dopo l'applicazione dell'adesivo, i campioni vengono polimerizzati in condizioni controllate per ottenere prestazioni costanti.

Procedura di prova

Il campione viene montato in una macchina di prova universale. I morsetti tengono la striscia centrale da un lato e le due strisce esterne dall'altro. Viene applicato un carico di trazione a velocità costante fino al cedimento. La macchina di prova registra il carico e l'estensione durante l'intera procedura. La resistenza al taglio viene calcolata dividendo il carico massimo per l'area incollata.

Modalità di rottura e interpretazione

Dopo la prova, si esaminano sia la curva carico-estensione sia la superficie di frattura. Il cedimento può avvenire in tre modi principali:

• Cedimento coesivo, in cui si verifica la rottura dell'adesivo stesso.
• Cedimento dell'adesivo, in cui si verifica una separazione all'interfaccia adesivo-substrato.
• Cedimento del substrato, in cui il materiale incollato si rompe prima dell'adesivo.

Ciascuna modalità fornisce utili indicazioni sulle prestazioni del giunto e sull'idoneità dell'adesivo.

Mecmesin offre una gamma di macchine e dispositivi di prova universali per il collaudo degli adesivi. Il sistema MultiTest-dV è un tester da banco versatile con capacità fino a 2,5 kN, adatto al controllo qualità di routine e alla ricerca. La gamma OmniTest offre capacità più elevate, fino a 50 kN, ed è ideale per testare adesivi strutturali più resistenti e materiali compositi.

Sono disponibili attrezzature dedicate per garantire il corretto allineamento e ridurre al minimo la flessione durante le prove di taglio. Il software VectorPro viene utilizzato per acquisire e analizzare i dati di prova, fornendo calcoli automatici della resistenza al taglio e una chiara rappresentazione grafica del comportamento del giunto.

Le prove di taglio a doppio giro vengono eseguite secondo standard internazionali che garantiscono la coerenza e la comparabilità dei risultati. Le più utilizzate sono:

• ASTM D3528 - Metodo di prova standard per la resistenza al taglio di giro degli adesivi utilizzando campioni di giunti a doppio giro.
• ISO 4587 - Adesivi, determinazione della resistenza al taglio a trazione di assemblaggi incollati da rigido a rigido.

A titolo di confronto, tra i metodi di taglio a giro singolo vi sono l'ASTM D3163 e l'ASTM D1002, che specificano le modalità di prova a giro singolo. Questi metodi sono ampiamente utilizzati per le prove sugli adesivi, ma possono essere maggiormente influenzati dagli effetti di flessione rispetto al metodo a doppio giro.

Mecmesin ha una vasta esperienza nella progettazione di attrezzature e dispositivi per le prove di resistenza degli adesivi. I nostri ingegneri possono consigliare la macchina di prova, le impugnature e la configurazione del software più adatti alla vostra applicazione. Che si tratti dello sviluppo di nuovi adesivi, della convalida di materiali secondo gli standard internazionali o del controllo qualità di routine, Mecmesin è in grado di fornire una soluzione di prova affidabile e conforme alle vostre esigenze.