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Nei test quotidiani, oltre ai parametri di accuratezza dell'apparecchiatura stessa, avete mai considerato l'impatto della misurazione delle dimensioni del campione sui risultati dei test? Questo articolo combinerà standard e casi specifici per fornire alcuni suggerimenti sulla misurazione delle dimensioni di alcuni materiali comuni.

1. Quanto influisce l'errore nella misurazione della dimensione del campione sui risultati del test?

Innanzitutto, quanto è grande l'errore relativo causato dall'errore? Ad esempio, per lo stesso errore di 0,1 mm, per una dimensione di 10 mm, l'errore è dell'1% e per una dimensione di 1 mm, l'errore è del 10%;

In secondo luogo, quanto influisce la dimensione sul risultato? Per la formula di calcolo della resistenza alla flessione, la larghezza ha un effetto di primo ordine sul risultato, mentre lo spessore ha un effetto di secondo ordine. A parità di errore relativo, lo spessore ha un impatto maggiore sul risultato.
Ad esempio, la larghezza e lo spessore standard del provino di flessione sono rispettivamente 10 mm e 4 mm, e il modulo di flessione è 8956 MPa. Quando si immette la dimensione effettiva del campione, larghezza e spessore sono rispettivamente 9,90 mm e 3,90 mm, il modulo di flessione diventa 9741 MPa, con un aumento di quasi il 9%.

2. Quali sono le prestazioni delle comuni apparecchiature di misurazione delle dimensioni dei campioni?

Gli strumenti di misura dimensionale più comuni al giorno d'oggi sono principalmente micrometri, calibri, spessimetri, ecc.

La gamma di misura dei micrometri ordinari generalmente non supera i 30 mm, la risoluzione è di 1 μm e l'errore massimo di indicazione è di circa ±(2~4) μm. La risoluzione dei micrometri ad alta precisione può raggiungere 0,1 μm e l'errore massimo di indicazione è di ±0,5 μm.

Il micrometro ha un valore di forza di misurazione costante incorporato e ogni misurazione può ottenere il risultato della misurazione in condizioni di forza di contatto costante, il che è adatto per la misurazione dimensionale di materiali duri.

Il campo di misura di un calibro convenzionale non supera generalmente i 300 mm, con una risoluzione di 0,01 mm e un errore massimo di indicazione di circa ±0,02~0,05 mm. Alcuni calibri di grandi dimensioni possono raggiungere un campo di misura di 1000 mm, ma anche l'errore aumenterà.

Il valore della forza di serraggio del calibro dipende dall'operatore. I risultati di misurazione della stessa persona sono generalmente stabili, mentre ci saranno alcune differenze tra i risultati di misurazione di persone diverse. È adatto per la misurazione dimensionale di materiali duri e per la misurazione dimensionale di alcuni materiali morbidi di grandi dimensioni.

La corsa, la precisione e la risoluzione di uno spessimetro sono generalmente simili a quelle di un micrometro. Anche questi dispositivi forniscono una pressione costante, ma la pressione può essere regolata variando il carico sulla parte superiore. Generalmente, questi dispositivi sono adatti per la misurazione di materiali morbidi.

3. Come scegliere l'attrezzatura appropriata per la misurazione delle dimensioni del campione?

La chiave per la scelta degli strumenti di misura dimensionale è garantire risultati di prova rappresentativi e altamente ripetibili. Il primo aspetto da considerare sono i parametri di base: intervallo e precisione. Inoltre, gli strumenti di misura dimensionale comunemente utilizzati, come micrometri e calibri, sono strumenti di misura a contatto. Per alcune forme speciali o campioni morbidi, è necessario considerare anche l'influenza della forma della sonda e della forza di contatto. Infatti, molte norme hanno stabilito requisiti corrispondenti per gli strumenti di misura dimensionale: la ISO 16012:2015 stabilisce che per le scanalature stampate a iniezione, è possibile utilizzare micrometri o spessimetri micrometrici per misurare la larghezza e lo spessore dei campioni stampati a iniezione; per i campioni lavorati, è possibile utilizzare anche calibri e strumenti di misura senza contatto. Per risultati di misura dimensionale <10 mm, la precisione deve essere entro ±0,02 mm, mentre per risultati di misura dimensionale ≥10 mm, il requisito di precisione è ±0,1 mm. La norma GB/T 6342 stabilisce il metodo di misura dimensionale per materie plastiche espanse e gomma. Per alcuni campioni sono consentiti micrometri e calibri, ma l'uso di micrometri e calibri è strettamente regolamentato per evitare che il campione sia sottoposto a forze elevate, con conseguenti risultati di misurazione imprecisi. Inoltre, per campioni con spessore inferiore a 10 mm, la norma raccomanda l'uso di un micrometro, ma prevede requisiti rigorosi per la sollecitazione di contatto, pari a 100±10Pa.

La norma GB/T 2941 specifica il metodo di misurazione dimensionale per i campioni di gomma. È importante notare che per i campioni con spessore inferiore a 30 mm, la norma specifica che la forma della sonda sia un piede di pressione piatto e circolare con un diametro compreso tra 2 mm e 10 mm. Per i campioni con durezza ≥35 IRHD, il carico applicato è di 22±5 kPa, mentre per i campioni con durezza inferiore a 35 IRHD, il carico applicato è di 10±2 kPa.

4.Quali strumenti di misurazione possono essere consigliati per alcuni materiali comuni?

A. Per i campioni di trazione in plastica, si consiglia di utilizzare un micrometro per misurare la larghezza e lo spessore;

B. Per i campioni di impatto intagliati, è possibile utilizzare per la misurazione un micrometro o uno spessimetro con una risoluzione di 1 μm, ma il raggio dell'arco nella parte inferiore della sonda non deve superare 0,10 mm;

C. Per i campioni di pellicola, si consiglia di utilizzare uno spessimetro con una risoluzione migliore di 1 μm per misurare lo spessore;

D. Per i campioni di gomma sottoposti a trazione, si consiglia di utilizzare uno spessimetro per misurare lo spessore, ma occorre prestare attenzione all'area della sonda e al carico;

E. Per i materiali in schiuma più sottili, si consiglia di utilizzare uno spessimetro dedicato per misurarne lo spessore.

5. Oltre alla scelta dell'attrezzatura, quali altre considerazioni bisogna fare quando si misurano le dimensioni?

La posizione di misurazione di alcuni campioni deve essere considerata rappresentativa delle dimensioni effettive del campione.

Ad esempio, per le scanalature curve stampate a iniezione, l'angolo di sformo non sarà superiore a 1° sul lato della scanalatura, quindi l'errore tra i valori di larghezza massima e minima può raggiungere 0,14 mm.

Inoltre, i campioni stampati a iniezione subiranno un ritiro termico e ci sarà una notevole differenza tra la misurazione al centro e quella sul bordo del campione, pertanto le norme pertinenti specificheranno anche la posizione di misurazione. Ad esempio, la norma ISO 178 richiede che la posizione di misurazione della larghezza del campione sia di ±0,5 mm dalla linea centrale dello spessore, e la posizione di misurazione dello spessore sia di ±3,25 mm dalla linea centrale della larghezza.

Oltre a garantire che le dimensioni siano misurate correttamente, è necessario prestare attenzione anche a prevenire errori causati da errori di input umani.