Rasgão de asa (Winkelmann/Graves)

O ensaio de resistência ao rasgo é uma avaliação crítica da propriedade mecânica para materiais flexíveis, tais como plásticos, elastómeros, tecidos revestidos e têxteis. Avalia a capacidade de um material resistir ao início e à propagação de um rasgão após a introdução de um corte ou defeito. Esta propriedade é essencial para garantir a durabilidade, a segurança e o desempenho, especialmente quando os materiais são sujeitos a tensões mecânicas durante a utilização.

Uma abordagem amplamente utilizada para medir a resistência ao rasgamento é o método de ensaio de rasgamento da asa, também conhecido como método Winkelmann ou Graves. Esta técnica utiliza um espécime com uma forma especial para criar uma trajetória de rasgamento consistente, produzindo resultados fiáveis e repetíveis para o controlo de qualidade, o desenvolvimento de produtos e a conformidade com as normas internacionais.

O ensaio de rasgamento de asas é um método baseado na tração para materiais flexíveis, no qual um espécime em forma de asa é sujeito a uma força controlada até se rasgar. A forma do provete, quer seja o clássico crescente de Winkelmann ou a configuração de 90 graus de Graves, assegura que a rutura se inicia num local preciso e se propaga ao longo de um percurso previsível.

Este método é particularmente eficaz para:

• Películas e folhas de plástico, onde pequenos defeitos podem crescer rapidamente sob tensão
• Elastómeros, onde tanto a resistência como a flexibilidade têm de ser avaliadas
• Têxteis e tecidos revestidos, onde a resistência ao rasgamento contribui para a longevidade do produto

A principal diferença entre as variações de Winkelmann e Graves reside na geometria do espécime. O método Graves utiliza um corte simétrico num ângulo de 90 graus para criar duas asas, enquanto o método Winkelmann utiliza uma forma arredondada em forma de crescente. Ambas as concepções iniciam um rasgo no ponto mais estreito, assegurando uma distribuição uniforme da tensão.

A resistência ao rasgamento é mais do que uma métrica de qualidade, é uma proteção para o desempenho e a segurança. Uma baixa resistência ao rasgamento pode resultar numa falha prematura, criando riscos de segurança, aumentando o desperdício e conduzindo a recolhas dispendiosas.

Os sectores onde os testes de resistência ao rasgamento são críticos incluem:

• Embalagem, onde as películas, os sacos e os invólucros têm de resistir ao rasgamento durante o manuseamento e o transporte
• Automóvel, onde os materiais interiores e as vedações de elastómero requerem uma durabilidade a longo prazo
• Têxteis e vestuário, onde o vestuário de proteção e o equipamento de exterior têm de permanecer intactos sob tensão
• Produtos de borracha, em que as juntas, membranas e vedantes têm de resistir à propagação de fissuras
• Construção, onde as membranas e as barreiras têm de suportar cargas ambientais ao longo do tempo

Ao quantificar a resistência ao rasgamento, os fabricantes podem validar os projectos, selecionar os materiais adequados, cumprir as especificações contratuais e demonstrar a conformidade com as normas relevantes.

Geometria e preparação do espécime

A precisão dos ensaios começa com a preparação correta dos provetes. Para os ensaios de rasgamento de asas, as amostras são cortadas em formas com duas asas salientes unidas por uma região central estreita onde o rasgamento se inicia.

As principais considerações incluem:

• Geometria, forma de Graves (90 graus) ou Winkelmann (crescente), consoante a norma exigida
• Dimensões, corte em tamanhos normalizados para uma comparação consistente entre laboratórios
• Condicionamento, mantendo uma temperatura e humidade definidas antes do ensaio para minimizar a variabilidade
• Entalhe, adicionando um pequeno entalhe pré-cortado na secção mais estreita para garantir um ponto de início de rasgamento consistente

A preparação correta é fundamental, uma vez que qualquer desvio pode causar uma distribuição desigual da tensão e invalidar os resultados.

Configuração do equipamento e procedimento

O ensaio de rasgamento de asas é efectuado numa máquina de ensaio de tração equipada com pegas para segurar firmemente cada asa da amostra.

Um procedimento típico inclui:

• Montar o provete simetricamente nas pegas para evitar forças de torção
• Definir a velocidade da cruzeta de acordo com a norma aplicável, como 250 mm/min para plásticos na ASTM D1004
• Iniciar o rasgo à medida que a cruzeta se move, afastando as asas
• Registar o pico de força necessário para propagar o rasgo
• Captura de dados de força-extensão para análise detalhada

O alinhamento exato é essencial, uma vez que mesmo um ligeiro desalinhamento pode distorcer os resultados. Os sistemas de controlo digital garantem uma velocidade consistente e uma medição precisa da força.

Testes de precisão para plásticos, têxteis e borracha

As estruturas de ensaio de tração da Mecmesin foram concebidas para lidar com uma vasta gama de materiais flexíveis, desde películas plásticas finas a tecidos revestidos espessos e folhas de elastómeros. As células de carga de alta resolução fornecem precisão para materiais de baixa e alta resistência ao rasgamento, enquanto as velocidades da cruzeta podem ser configuradas para corresponder aos requisitos de métodos ASTM ou ISO específicos.

Conformidade com as normas internacionais

Os sistemas da Mecmesin cumprem os requisitos das principais normas de resistência ao rasgamento, incluindo:

• ASTM D1004, método de rasgo Graves para películas e folhas de plástico
• ASTM D624, resistência ao rasgamento de elastómeros vulcanizados ou termoplásticos
• ASTM D751, ensaio de resistência ao rasgamento para tecidos revestidos
• ISO 13937-3, método de rasgamento da asa para têxteis

Dispositivos configuráveis e soluções de preensão

As garras especializadas seguram as amostras em forma de asa com segurança, sem escorregar ou danificar a superfície. A Mecmesin oferece uma gama de acessórios para acomodar variações de espessura, acabamento e requisitos de conformidade.

Testes e relatórios controlados por software

O software VectorPro permite aos operadores:

• Automatizar sequências de ensaio para obter repetibilidade
• Registar e apresentar curvas de força-extensão
• Calcular automaticamente o pico de força de rasgamento e outras métricas
• Exportar dados para garantia de qualidade, I&D e documentação de conformidade

Embora o princípio fundamental dos ensaios de rasgamento de asas permaneça o mesmo, cada norma especifica formas únicas de espécimes, tamanhos de entalhes e velocidades de ensaio. O cumprimento destes requisitos garante que os resultados são válidos e comparáveis.

As normas mais comuns incluem:

• ASTM D1004, método de rasgamento Graves para películas e folhas de plástico
• ASTM D624, resistência ao rasgamento de elastómeros vulcanizados ou termoplásticos
• ASTM D751, ensaio de resistência ao rasgamento de tecidos revestidos
• ISO 13937-3, método de rasgamento da asa para têxteis

O ensaio de rasgamento de asas é utilizado em:

• Embalagens, garantindo que as películas e os laminados sobrevivem ao fabrico e à distribuição
• Equipamento médico e de proteção, verificando se as luvas, batas e tecidos de barreira resistem ao rasgamento durante a utilização
• Membranas de construção, avaliando a durabilidade a longo prazo de revestimentos de telhados e barreiras de vapor
• Setor automóvel, avaliação de estofos, vedantes de borracha e materiais de acabamento flexíveis
• Têxteis de exterior e de desempenho, medindo a resistência de tendas, mochilas e vestuário técnico

Fale com um especialista da Mecmesin sobre os seus requisitos de ensaio de resistência ao rasgamento, desde a seleção do método correto de rasgamento da asa até à configuração do equipamento para cumprimento das normas ASTM, ISO e outras normas da indústria.