Máquinas de ensayos de tracción
Una máquina de ensayos de tracción se utiliza para determinar el comportamiento de resistencia y deformación de un material hasta su rotura. La máquina de ensayos de tracción adecuada se elige dependiendo del material que se quiera ensayar y de la norma que se deba seguir.
¿Qué es una máquina de ensayos de tracción? Tipos de máquinas de ensayos de tracción Vídeo: zwickiLine Componentes comunes Ensayo de tracción automatizado ¿Qué es y en qué consiste un ensayo de tracción? Ejemplos de aplicación Normas Selección del equipo adecuado
Más información detallada sobre el ensayo de tracción:
General ISO 527 ASTM D638 ISO 6892 ISO 6892-2 ASTM E8 ASTM E21
¿Qué es una máquina de ensayos de tracción?
Una máquina o equipo de ensayos de tracción, también denominada máquina de ensayos universal (MEM), es un sistema de ensayos electromecánico, que ejerce una fuerza de tracción sobre un material, con el fin de determinar la resistencia a la tracción y el comportamiento de deformación hasta la rotura.
Generalmente, una máquina de ensayos de materiales de tracción está compuesta de una célula de carga, un travesaño, un extensómetro (transductor de deformación), unas mordazas, una electrónica y un sistema de accionamiento. Se controla mediante un software de ensayos que establece los ajustes de la máquina y de seguridad y almacena los parámetros de ensayo de normas de ensayo como ASTM e ISO. La fuerza aplicada a la máquina y la deformación de la probeta se registran durante todo el ensayo. Medir la fuerza necesaria para deformar o estirar un material hasta la deformación permanente o la rotura ayuda a los diseñadores y fabricantes a predecir cómo se comportarán los materiales cuando se utilicen para los fines previstos.
Las máquinas de ensayos de tracción de ZwickRoell, entre ellas la zwickiLine, ProLine, AllroundLine y la E-Serie (máquina de ensayos de tracción para cargas de ensayo elevadas a partir de 330 kN), están diseñadas específicamente para cumplir con los requisitos del cliente en cuanto a capacidad de ensayo, tipos de material, aplicaciones y normas industriales como ASTM E8 para metales, ASTM D638 para plásticos, ASTM D412 para elastómeros y muchas más. Además de la seguridad y la fiabilidad de todo el sistema, ZwickRoell concede un valor especial a los siguientes puntos durante el desarrollo y diseño de todas sus máquinas de ensayos de tracción:
- Un alto grado de flexibilidad mediante un manejo sencillo
- Adaptaciones sencillas a los requisitos específicos de cada cliente y norma
- Opciones de ampliación preparadas para dejar espacio a futuros requisitos
Vídeo: máquina de ensayos de tracción zwickiLine
Máquina de ensayos universal zwickiLine para fuerzas de ensayo reducidas de hasta 5 kN
- Montaje en mesa y fácil transporte.
- Potente, flexible y rentable.
- Las aplicaciones típicas incluyen ensayos de resistencia a la tracción para el control de la producción, el control de entrada de material, el control de calidad y la demostración y la enseñanza en universidades u otras instituciones académicas.
¿Cuáles son los componentes típicos de una máquina de ensayos de tracción?
- CÉLULA DE CARGA (1)
La célula de carga convierte la fuerza de tracción en una señal eléctrica que puede medirse. La célula de carga de ZwickRoell no solo asegura una alta calidad del producto, sino también una compatibilidad perfecta con todos los componentes de nuestras máquinas. - EXTENSÓMETRO (2)
Un extensómetro o transductor de deformación es un dispositivo que sirve para medir la variación de la extensión de una probeta, también denominada «medición de la deformación». Casi todas las normas sobre ensayos de tracción, como ASTM e ISO, exigen una medición de la deformación. - MORDAZAS (3)
Las mordazas constituyen la conexión mecánica entre la probeta y la máquina de ensayos de tracción. Su función es transferir el movimiento del travesaño a la probeta y transferir la fuerza de ensayo generada en la probeta a la célula de carga. - TRAVESAÑO MÓVIL (4)
El travesaño móvil es esencialmente un travesaño que se controla para que se mueva hacia arriba o hacia abajo. En un ensayo de tracción, la velocidad del travesaño de la máquina de ensayos está directamente relacionada con la velocidad de deformación de una probeta. - ELECTRÓNICA (5)
La electrónica controla los componentes móviles de la máquina de ensayos de tracción. La velocidad del travesaño y, por tanto, la velocidad de carga, pueden controlarse mediante un microprocesador en el servocontrol (motor, dispositivo de retroalimentación y regulador). - SOFTWARE (7)
Nuestro software de ensayos es una solución de uso intuitivo, basada en Windows y dirigida por un asistente, que permite a los usuarios configurar el sistema de ensayos, configurar y realizar ensayos y ver los resultados. - SISTEMA DE ACCIONAMIENTO (6)
El sistema de accionamiento suministra corriente de intensidad y frecuencia variables al motor de la máquina de ensayos de tracción, controlando así indirectamente la velocidad del motor y el par de giro.
Todos los componentes de las máquinas de ensayos de tracción de ZwickRoell están diseñados para trabajar juntos sin problemas.
Ensayo de tracción automatizado
Para los ensayos de tracción automatizados, la máquina de ensayos se complementa con un sistema de ensayos robotizados que toma las probetas de un almacén y las coloca en las mordazas de la máquina. Además, se puede conectar un lector de códigos 2D, un dispositivo de medición de la sección transversal o, en función del ensayo, un durómetro o un sistema de medición de la rugosidad. El sistema automático de ensayos de tracción también se encarga de la eliminación de los restos de las probetas.
Las ventajas de los sistemas de ensayo robotizados afectan tanto a las series de ensayos grandes como a las pequeñas:
- Hasta ahora, los ensayos de tracción automatizados han sido utilizados principalmente por laboratorios con grandes volúmenes de probetas. El sistema de ensayos de tracción totalmente automatizado puede utilizarse las 24 horas del día sin la presencia de un operario durante los turnos de noche y los fines de semana con una eficacia elevada y constante.
- Un sistema automatizado de ensayos de tracción merece la pena incluso para pequeñas series de ensayos de unas 10 probetas. Gracias al uso del sencillo sistema de ensayos robotizados para ensayos de tracción, el personal cualificado del laboratorio queda liberado de tareas rutinarias y, por tanto, está disponible para tareas más exigentes.
Los ensayos de tracción totalmente automatizados evitan las influencias del operario, como el calor de las manos o la sujeción desigual de la probeta en la disposición del ensayo y la probeta. Así se consigue un alto grado de precisión y reproducibilidad, lo que mejora considerablemente la calidad de los resultados de los ensayos.
ZwickRoell es líder mundial en ensayos de materiales y ofrece una amplia experiencia en ensayos de tracción automatizados. Hemos suministrado más de 600 sistemas de ensayos automatizados en todo el mundo y seguimos instalando unos 40 sistemas al año. Nos enorgullecemos de nuestra capacidad para encontrar el sistema de ensayos adecuado a las necesidades comerciales específicas de cada cliente, ofreciendo soluciones a medida respaldadas por asociaciones de servicio y asistencia a largo plazo.
Para obtener más información sobre el sistema de ensayos de tracción robotizados adecuado a sus necesidades, póngase en contacto con nuestro equipo.
¿Qué es un ensayo de tracción?
Un ensayo de tracción es un método de ensayo utilizado para determinar cómo responde un material a una fuerza aplicada (de tracción). Las propiedades que se miden directamente al realizar un ensayo de tracción son la resistencia a la tracción, la deformación máxima y la estricción. Las siguientes propiedades también pueden determinarse a partir de esas mediciones: Módulo de elasticidad (módulo E), deformación (coeficiente de Poisson), límite de fluencia y propiedades de endurecimiento.
- Resistencia a la tracción: tensión de tracción mecánica máxima que puede soportar un material antes de romperse.
- Deformación máxima: deformación máxima que puede sufrir un material antes de fallar.
- Estricción: comparación del área de la sección transversal inicial de una probeta y el área de la sección transversal más pequeña de la misma probeta tras la rotura completa. Esto sirve como indicador de cuánto se deformará un material bajo carga de tracción.
- Módulo de elasticidad: esencialmente, la rigidez de un material. Es decir, indica la facilidad con que un material puede doblarse o deformarse:
- Módulo de elasticidad = tensión/deformación
- Tensión = fuerza/área de la sección transversal
- Deformación = cambio de la largura (original)
- Coeficiente de Poisson: relación entre el cambio de anchura y el cambio de largura en la dirección de la fuerza de estiramiento.
- Límite de elasticidad: tensión de tracción máxima que puede soportar un material elástico antes de deformarse permanentemente.
- Propiedades del endurecimiento por deformación: el endurecimiento por deformación se produce cuando un material se deforma más allá de su límite elástico. El endurecimiento por deformación aumenta la resistencia mecánica y la dureza, pero disminuye la deformabilidad. Los fabricantes pueden utilizar esta información para determinar el material que cumpla sus requisitos de deformabilidad al tiempo que proporcione la mayor resistencia posible.
Los datos obtenidos en un ensayo de tracción pueden representarse gráficamente para crear una curva de tensión/deformación.
El diagrama de tensión-deformación muestra una curva con material de elevado endurecimiento (1) y de endurecimiento muy bajo (2) tras el límite de fluencia.
Fabricantes de todos los sectores, desde la industria del plástico y de los materiales compuestos hasta la industria del automóvil, alimentaria y de las bebidas, pasando por las altamente reguladas industrias médica y farmacéutica utilizan máquinas de ensayos de tracción para realizar ensayos habituales de la industria con el fin de medir con precisión las propiedades características de sus materiales, asegurar el cumplimiento de las normas y, en última instancia, asegurar la calidad y seguridad de sus productos.
Ejemplos de aplicación de los ensayos de tracción:
- Envases de plástico: se aplica una fuerza de tracción a una probeta de plástico para que los fabricantes puedan determinar las propiedades de protección del plástico cuando se somete a fuerzas de tracción, como las que se producen, por ejemplo, durante los procesos de envío.
- Acero corrugado: los ensayos de tracción en probetas metálicas se utilizan para determinar diversas propiedades mecánicas, como el límite elástico, la resistencia a la tracción, la deformación y la estricción, de modo que los fabricantes no solo puedan cumplir las especificaciones de calidad y alto rendimiento, sino también las normas industriales para asegurar que los productos puedan comercializarse con seguridad.
- Compuestos de caucho para neumáticos: la deformación y la resistencia a la tracción del caucho de los neumáticos se comprueban con fines de control de calidad para evitar daños en los neumáticos, como la separación de la banda de rodadura y los pinchazos.
Normas generales para los ensayos de resistencia a la tracción
ASTM e ISO son dos normas habituales para los ensayos de materiales. Estas son algunas de las normas más habituales para los ensayos de resistencia a la tracción:
- Metal: ASTM E8 / ASTM E21 / ISO 6892-1 / ISO 6892-2
- Plástico: ASTM D638/ISO 527-2
- Goma y elastómeros: ASTM D412 / ISO 37
- Compuestos de fibra (materiales compuestos) - ASTM D3039 / ISO 527-4/-5
¿Qué debo tener en cuenta al elegir una máquina de ensayos de tracción?
Además de la calidad, la fiabilidad de los resultados de los ensayos, los costes y la aplicación, hay muchos otros factores que deben tenerse en cuenta a la hora de elegir la máquina:
- Flexibilidad: la capacidad de ensayar una amplia gama de materiales en un amplio rango de carga; la integración y facilidad de cambio entre accesorios diseñados específicamente para determinadas normas industriales, tipos de materiales y aplicaciones; la opción de utilizar la máquina con o sin PC y la modularidad mecánica que le permite ampliar y personalizar su máquina con muchas herramientas de ensayo y mordazas disponibles contribuyen a la flexibilidad general de su máquina de ensayos.
- Seguridad: la seguridad de su máquina de ensayos de tracción es fundamental y comprende desde la implementación de funciones de seguridad físicas, tales como puertas de seguridad externas, paneles de seguridad, cubiertas de seguridad e interruptores de final de carrera límite, hasta la monitorización del sistema de software y la administración de usuarios. Durante el desarrollo de nuestros sistemas de ensayos, en ZwickRoell priorizamos la seguridad de las personas y las máquinas.
- Uso intuitivo: la clave está en elegir un sistema de ensayos sofisticado tanto en su diseño como en su manejabilidad que permita a los operadores instalar fácilmente los dispositivos de ensayo, establecer configuraciones, implementar programas, realizar los ensayos y evaluar los resultados.
- Adaptabilidad: el desarrollo del mercado y los requisitos según las normas y estándares están en constante evolución. Al elegir una máquina de ensayos de tracción, debe asegurarse de que su equipo de ensayos sea capaz de adaptarse a estos cambios, desde los accesorios y dispositivos hasta los componentes electrónicos y los programas de software.
- Software: el software de ensayos está diseñado para simplificar el proceso al operador y asegurar configuraciones de ensayo uniformes y conformes a las normas. Nuestro software de ensayos está diseñado pensando en el usuario y en base al flujo de trabajo del laboratorio.
- Biblioteca de normas: nuestro software de ensayos incluye más de 600 programas de ensayo estándar que le permiten seleccionar el programa conforme a las normas adecuado para su aplicación, lo que simplifica la instalación y configuración del ensayo y, en última instancia, le ahorra tiempo y esfuerzo y reduce el margen de error. Para ensayos que van más allá de la norma o para la opción de configurar libremente el proceso de ensayo de su máquina, nuestro software ofrece programas maestros de ensayos ya preparados.
- Asistente inteligente: un asistente inteligente guía al usuario a través de la configuración del ensayo. La plausibilidad de los datos se comprueba de forma automática.
- Evaluación de los datos: ya sean sencillos o personalizados, nuestro software le permite definir informes con posibilidades prácticamente ilimitadas, junto con la opción de guardarlos, exportarlos e imprimirlos.
- Automatización: el uso de sistemas de automatización en los ensayos de materiales está tomando cada vez más fuerza, especialmente porque incluso la interrupción más mínima puede cambiar los valores de medición de los ensayos. ZwickRoell ofrece una amplia gama de opciones para la automatización de los ensayos de materiales. Los sistemas abarcan desde la automatización eficaz de ensayos de series pequeñas utilizando robots en el laboratorio hasta laboratorios de ensayo totalmente automatizados que funcionan las 24 horas del día.
- Servicio y asistencia técnica: en ZwickRoell, ofrecemos servicios personalizados y asistencia técnica durante todo el ciclo de vida de nuestras máquinas de ensayos. Ofrecemos servicios de calibración competentes, mantenimiento preventivo e inspección, cursos de capacitación, traslados de máquinas, servicios de calificación, una línea directa y de atención al cliente, así como disponibilidad garantizada de repuestos y recambios durante al menos 10 años después de la retirada del producto.
- Una empresa sólida: la historia de ZwickRoell se remonta a hace más de 160 años. Con mucho orgullo, contamos con una base sólida de 187 expertos en los productos y en el sector, 347 empleados del servicio técnico y 80.000.000 ensayos realizados por nuestras máquinas anualmente.
Preguntas frecuentes
Una máquina de ensayos de tracción, también denominada máquina de ensayos universal (MEM), es un sistema de ensayos electromecánico, que ejerce una fuerza de tracción sobre un material, con el fin de determinar la resistencia a la tracción y el comportamiento de deformación hasta la rotura.
Para el ensayo de la resistencia a la tracción se utiliza una máquina de ensayos de tracción o una máquina de ensayos universal o una máquina de ensayos de materiales. Este sistema de ensayo electromecánico aplica una fuerza y deformación controladas sobre un determinado material y mide la fuerza necesaria para estirarlo o alargarlo hasta su deformación permanente o rotura.
En primer lugar, se sujeta la probeta entre las mandíbulas de la máquina de ensayos universal. A continuación, se estira la probeta uniformemente hasta que se produce la rotura. A lo largo del ensayo, se miden, registran y evalúan el alargamiento y la fuerza de tracción.
