Taglio rotazionale

Le prove di taglio rotazionale sono un metodo specializzato utilizzato per misurare la coppia o la forza di torsione necessaria per deformare un materiale o un componente. Applicando un carico rotazionale controllato, gli ingegneri possono determinare la sollecitazione di taglio, ovvero la forza per unità di superficie che si verifica quando gli strati di un materiale scivolano l'uno contro l'altro.

Questo tipo di test è particolarmente utile nei settori in cui i componenti o gli assemblaggi devono resistere alle forze di rotazione senza subire guasti. Gli adesivi, i dispositivi medici, i componenti automobilistici, le attrezzature sportive e i materiali da costruzione sono spesso testati in questo modo per convalidare le prestazioni, la durata e la conformità ai requisiti di sicurezza.

Per gli adesivi, le prove di taglio rotazionale valutano la resistenza dei giunti incollati alle forze di torsione. Nel settore automobilistico, si valuta l'integrità di componenti quali elementi di fissaggio, alberi e giunti in condizioni reali. Nella produzione di attrezzature sportive, come gli attrezzi da ginnastica o le strutture per l'arrampicata, il metodo verifica che i prodotti soddisfino gli standard di sicurezza prima dell'immissione sul mercato.

Misurando accuratamente la coppia e la sollecitazione di taglio, i produttori possono progettare prodotti più resistenti, sicuri e affidabili, rispettando i rigorosi standard di prova internazionali.

Esistono diversi approcci per misurare le sollecitazioni di taglio, tra cui le prove di taglio rotazionale e le tecniche basate sulla torsione sono le più utilizzate. Entrambe applicano forze di rotazione, ma si differenziano per il modo in cui viene applicata e misurata la coppia.

Prove di taglio rotazionale

Un campione, spesso un giunto adesivo o un assemblaggio incollato, viene bloccato tra due attrezzature. Una attrezzatura rimane statica mentre l'altra ruota, applicando una coppia fino a quando l'incollaggio cede o raggiunge uno spostamento prestabilito. La coppia e lo spostamento angolare vengono registrati, consentendo agli ingegneri di calcolare la sollecitazione di taglio e di valutare il comportamento sotto carichi di torsione.

Metodo di prova di torsione

Comunemente utilizzata per campioni cilindrici come aste, fili o alberi, la prova di torsione applica un carico di torsione fino al cedimento. È spesso utilizzata nella scienza dei materiali per determinare le proprietà meccaniche di metalli, polimeri e compositi.

Le prove di taglio rotazionale sono particolarmente adatte ai giunti incollati in cui la linea di giunzione è soggetta a forze rotazionali piuttosto che puramente lineari.

Le prove di resistenza al taglio rotazionale e alla torsione sono utilizzate in molti settori, tra cui:

• Adesivi e sigillanti: Determinazione della resistenza alla rotazione di giunti adesivi polimerizzati con raggi UV in assemblaggi elettronici, automobilistici e di dispositivi medici.
• Automotive: Valutazione della resistenza alla coppia in giunzioni incollate o fissate meccanicamente per garantire le prestazioni sotto vibrazioni e carico.
• Edilizia: Test dei materiali di incollaggio nei giunti strutturali, nei sistemi di pavimentazione o nelle attrezzature di sicurezza per soddisfare le normative edilizie.
• Dispositivi medici: Verifica della stabilità della coppia negli strumenti di precisione per garantire la sicurezza e l'affidabilità nell'uso ripetuto.

Ad esempio, nell'elettronica, le giunzioni adesive polimerizzate con raggi UV nei connettori miniaturizzati possono essere testate per resistere a una coppia di oltre 1 Nm per simulare forze di disaccoppiamento ripetute.

ASTM D3658

Questa norma specifica il metodo per determinare la forza di torsione dei legami adesivi, in particolare dei giunti adesivi polimerizzati con raggi UV. Copre la progettazione dei dispositivi, i tassi di rotazione e i criteri di fallimento, fornendo un quadro coerente per la valutazione.

L'applicazione della norma ASTM D3658 consente ai produttori di confrontare le formulazioni di adesivi, di convalidare le dichiarazioni di prestazione e di confermare che la forza di torsione soddisfa i requisiti dell'applicazione.

BS EN 913 (in questo contesto sostituisce la BS EN 12346)

Lanorma BS EN 913 definisce i requisiti generali di sicurezza e i metodi di prova per le attrezzature ginniche, comprese le prove di carico rotazionale per verificare che i prodotti resistano all'uso previsto senza guasti. La conformità garantisce la sicurezza delle attrezzature, aiuta a evitare costosi richiami e soddisfa i requisiti di ingresso nel mercato europeo.

ISO 11003-1

Questa norma specifica il metodo di prova di torsione per il comportamento a taglio degli adesivi. Definisce la preparazione dei provini, il montaggio, l'applicazione dei carichi di rotazione e la misurazione della coppia e dello spostamento. È utilizzato dai produttori di adesivi e dalle industrie in cui i giunti devono resistere a forze di taglio sia lineari che rotazionali.

Mecmesin fornisce sistemi di prova di coppia progettati per ottenere risultati di alta precisione e ripetibili nelle prove di taglio rotazionale.

Tester di coppia automatizzato Vortex-i

Un sistema di prova di coppia motorizzato ideale per giunti adesivi, assemblaggi meccanici e componenti di apparecchiature di sicurezza. Il Vortex-i offre un controllo preciso della velocità di rotazione, della direzione e del carico applicato e può misurare da 0,01 Nm a 10 Nm con una risoluzione di 0,001 Nm.

Software di test VectorPro

Una potente piattaforma per la progettazione di routine di prova, l'acquisizione in tempo reale di dati sulla coppia e sullo spostamento angolare e la generazione di rapporti. VectorPro consente di stabilire criteri automatici di superamento o di insuccesso e di ottenere grafici dettagliati della coppia e dello spostamento, supportando la conformità con le norme ASTM D3658, BS EN 913 e ISO 11003-1.

I banchi prova OmniTest e MultiTest-dV di Mecmesin, se abbinati ai sensori di coppia e alle attrezzature appropriate, possono anche eseguire misure di taglio rotazionale per applicazioni specifiche.

Una metodologia coerente, un'apparecchiatura accurata e l'adesione agli standard pertinenti sono essenziali per ottenere risultati significativi. Le pratiche raccomandate comprendono:

• Preparazione dei campioni: Assicurarsi che le superfici di incollaggio, l'applicazione dell'adesivo e i processi di indurimento siano coerenti.
• Selezione del metodo di prova: Adattare le prove di taglio o torsione rotazionale al materiale e all'applicazione.
• Verifica della conformità: Seguire le norme ASTM D3658, BS EN 913 o ISO 11003-1, a seconda dei casi, per garantire che i risultati siano riconosciuti a livello internazionale.
• Controlli ambientali: Mantenere le condizioni di prova a circa 20 ±2 °C e 50 ±10% di umidità relativa per ridurre la variabilità.
• Calibrazione dell'apparecchiatura: Calibrare i sensori di coppia ogni sei mesi e verificare l'allineamento delle attrezzature prima di eseguire le prove.

Se eseguite secondo questi standard, le prove di taglio rotazionale forniscono indicazioni affidabili sulle prestazioni dei materiali, sulla forza di adesione degli adesivi e sulla sicurezza dei prodotti.

Il nostro team tecnico può aiutarvi a scegliere e configurare il sistema di prova della coppia più adatto alle vostre esigenze di taglio rotazionale.