Notizia

Nelle prove quotidiane, oltre ai parametri di precisione dell'apparecchiatura stessa, avete mai considerato l'impatto della misurazione delle dimensioni del campione sui risultati del test? Questo articolo combinerà norme e casi specifici per fornire alcuni suggerimenti sulla misurazione dimensionale di alcuni materiali comuni.

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

Innanzitutto, qual è l'entità dell'errore relativo causato dall'errore stesso? 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, quanta influenza hanno le dimensioni 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, se la larghezza e lo spessore standard del provino per la prova di flessione sono rispettivamente di 10 mm e 4 mm, il modulo di flessione è di 8956 MPa. Quando si inseriscono le dimensioni effettive del campione, ovvero larghezza e spessore rispettivamente di 9,90 mm e 3,90 mm, il modulo di flessione diventa 9741 MPa, con un incremento di quasi il 9%.

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

Attualmente, gli strumenti di misurazione dimensionale più comuni sono principalmente micrometri, calibri, spessimetri, ecc.

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

Il micrometro è dotato di un valore di forza di misura costante integrato, e ogni misurazione può fornire un risultato preciso a parità di forza di contatto, risultando quindi adatto alla 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 di indicazione massimo di circa ±0,02~0,05 mm. Alcuni calibri di grandi dimensioni possono raggiungere un campo di misura di 1000 mm, ma in tal caso anche l'errore aumenterà.

Il valore della forza di serraggio del calibro dipende dall'operatore. I risultati di misurazione ottenuti dalla stessa persona sono generalmente stabili, ma possono variare leggermente tra le misurazioni effettuate da persone diverse. È adatto per la misurazione dimensionale di materiali duri e di alcuni materiali morbidi di grandi dimensioni.

La corsa, la precisione e la risoluzione di un misuratore di spessore sono generalmente simili a quelle di un micrometro. Questi dispositivi forniscono anche una pressione costante, che può essere regolata modificando il carico sulla parte superiore. In genere, questi dispositivi sono adatti per la misurazione di materiali morbidi.

3. Come scegliere l'attrezzatura di misurazione delle dimensioni del campione più adatta?

La chiave per la scelta di strumenti di misura dimensionale è garantire l'ottenimento di risultati di prova rappresentativi e altamente ripetibili. Il primo aspetto da considerare sono i parametri di base: campo di misura e precisione. Inoltre, gli strumenti di misura dimensionale comunemente utilizzati, come micrometri e calibri, sono strumenti di misura a contatto. Per alcune forme particolari o campioni morbidi, è necessario considerare anche l'influenza della forma della sonda e della forza di contatto. Infatti, numerose norme hanno stabilito requisiti specifici per gli strumenti di misura dimensionale: la norma ISO 16012:2015 stabilisce che per le scanalature stampate a iniezione, si possono utilizzare micrometri o calibri di spessore micrometrici per misurare la larghezza e lo spessore dei campioni stampati a iniezione; per i campioni lavorati, si possono 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 le materie plastiche espanse e la gomma. Per alcuni campioni è consentito l'uso di micrometri e calibri, ma il loro impiego è rigorosamente vietato per evitare che il campione sia sottoposto a forze eccessive, con conseguenti risultati di misurazione imprecisi. Inoltre, per campioni con uno spessore inferiore a 10 mm, la norma raccomanda l'uso di un micrometro, ma impone requisiti rigorosi per la sollecitazione di contatto, pari a 100 ± 10 Pa.

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

4. Quali strumenti di misurazione si possono consigliare per alcuni materiali comuni?

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

B. Per i provini a impatto intagliati, per la misurazione si può utilizzare un micrometro o un calibro di spessore con una risoluzione di 1 μm, ma il raggio dell'arco alla base della sonda non deve superare 0,10 mm;

C. Per i campioni di pellicola, si raccomanda di utilizzare un misuratore di spessore con una risoluzione migliore di 1 μm per misurare lo spessore;

D. Per i provini di gomma sottoposti a trazione, si raccomanda l'utilizzo di un calibro di spessore per misurarne lo spessore, prestando però attenzione all'area della sonda e al carico applicato;

E. Per i materiali in schiuma più sottili, si consiglia di utilizzare un apposito misuratore di spessore per rilevarne lo spessore.

5. Oltre alla scelta dell'attrezzatura, quali altre considerazioni occorre tenere presenti durante la misurazione delle dimensioni?

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

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

Inoltre, i provini stampati a iniezione subiscono un ritiro termico e si riscontra una notevole differenza tra le misurazioni effettuate al centro e ai bordi del provino; pertanto, le norme pertinenti specificano anche la posizione di misurazione. Ad esempio, la norma ISO 178 richiede che la posizione di misurazione della larghezza del provino sia a ±0,5 mm dalla linea centrale dello spessore e che la posizione di misurazione dello spessore sia a ±3,25 mm dalla linea centrale della larghezza.

Oltre a garantire che le dimensioni siano misurate correttamente, occorre prestare attenzione anche a prevenire errori causati da inserimenti umani.