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AVANZADO
COMPACTO
MODULAR
PLATAFORMA GRANDE
COMPROBADOR DE ARAÑAZOS
Visión general de Scratch Tester
El ensayo de rayado es una técnica vital en la ciencia de los materiales que permite a los investigadores evaluar las propiedades mecánicas de diversos materiales. Un rayador, instrumento esencial en este proceso, crea arañazos o cortes controlados en la superficie de un material, lo que permite a los científicos medir su resistencia adhesiva, cohesiva y al desgaste. A medida que se desarrollan nuevos materiales con estructuras y propiedades cada vez más complejas, aumenta la importancia de los ensayos de rayado. En este artículo, nos adentraremos en la definición de ensayo de rayado y exploraremos su importancia en la ciencia de los materiales, además de hablar de los distintos tipos de ensayos de rayado, sus aplicaciones y cómo interpretar los resultados.
Índice
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DESCUBRIR LA PRUEBA SCRATCH
CON PROBADORES MECÁNICOS NANOVEA
Características principales de un comprobador de arañazos Nanovea
Un nano rayador o micro rayador Nanovea permite examinar con precisión los arañazos superficiales en puntos críticos de carga mediante un avanzado sistema de microscopio de vídeo integrado. Los datos recogidos durante el ensayo de rayado, incluidos los puntos críticos visibles, la fricción, la profundidad y la carga, pueden utilizarse para determinar diversas propiedades de rayado para diversas combinaciones de película/sustrato. Al cuantificar todos los aspectos de un rayado, los investigadores pueden mejorar y optimizar los materiales de revestimiento para aplicaciones específicas. Durante el ensayo de rayado, se registran mediciones en tiempo real como la fricción, la fuerza normal y la profundidad real. Las mediciones de profundidad real, basadas en la patente europea nº 0663068, garantizan un análisis preciso de la deformación elástica y plástica resultante de un rayado.
Normas de ensayo de rayado
Nanovea realiza ensayos de rayado de conformidad con las normas establecidas, garantizando resultados precisos y fiables para evaluar las propiedades mecánicas de los materiales, al tiempo que ofrece soluciones de ensayo a medida diseñadas para aplicaciones únicas.
- ASTM D7187 - Standard Test Method for Measuring Mechanistic Aspects of Scratch/Mar Behavior of Paint Coatings by Nanoscratching (Método de ensayo estándar para medir los aspectos mecánicos del comportamiento al rayado/alisado de los recubrimientos de pintura mediante nanoscratching).
- ASTM C1624 - Standard Test Method for Adhesion Strength and Mechanical Failure Modes of Ceramic Coatings by Quantitative Single Point Scratch Testing (Método de ensayo estándar para la resistencia a la adherencia y los modos de fallo mecánico de los recubrimientos cerámicos mediante ensayo cuantitativo de rayado en un punto).
- ASTM D7027 - Standard Test Method for Evaluation of Scratch Resistance of Polymeric Coatings and Plastics Using an Instrumented Scratch Machine (Método de ensayo estándar para la evaluación de la resistencia al rayado de revestimientos poliméricos y plásticos utilizando una máquina de rayado instrumentada).
- ASTM G171 - Método de ensayo estándar para la dureza al rayado de materiales utilizando un estilete de diamante.
- ISO 20502 - Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) - Determination of adhesion of ceramic coatings by scratch testing
- ISO 1518 - Pinturas y barnices - Determinación de la resistencia al rayado
- DIN EN 1071 - Cerámicas técnicas avanzadas - Métodos de ensayo para recubrimientos cerámicos
- DVM-0058-PA - Barniz exterior - Resistencia al rayado en sustratos rígidos
Características del software Nanovea Scratch Tester
- Recetas
- Datos brutos y raspado individual/completo
- Exportación de imágenes
- Visualización de datos en tiempo real: profundidad, fuerza normal, fricción, coeficiente de fricción
- Informes automáticos
- Herramienta de comparación de fallos críticos
- Automatización mapeada de Scratch
- Imagen completa de arañazos para la inspección posterior a la prueba mediante el seguimiento de la vista ampliada (Añadir imagen)
- Seguimiento Vista ampliada para facilitar la inspección posterior con datos de profundidad, fricción y análisis AE (añadir imagen)
- Soporte multilingüe
Automatización avanzada del microrrayado
- Herramienta de selección de mapas Broadview: Mapeo avanzado en la imagen cosida
- Pruebas automatizadas de varias muestras (maneja variaciones de altura de hasta 50 mm)
- Navigation Plus: imágenes de navegación de superficie fáciles de usar
- Enfoque rápido, detección automática de superficies y análisis automático
- Herramientas de calibración directa y sencilla para mediciones de carga y profundidad
- Función de área de sangría única (patente europea nº 3076153)
- Comprobación cuantificable de la calidad de los penetradores (Patente europea nº 3076153)
- Asistente: Generador automático de parámetros de prueba (pendiente de patente)
- Recetas salvables de todos los macros programados
SEGUIMIENTO DE LA VISTA AMPLIADA
PORTAMUESTRAS Y CONDICIONES AMBIENTALES
- Pruebas a alta temperatura: hasta 450 °C
- Pruebas a bajas temperaturas: hasta -40 °C
- Cámara de humedad
- Pruebas de líquidos a temperatura ambiente y alta temperatura - hasta 60°C
- Soportes a medida para muestras e indentadores
Procedimiento de ensayo por rayado
El comprobador de arañazos funciona utilizando un palpador con una geometría definida que se desplaza por la superficie mientras aumenta gradualmente la carga. Este proceso mide la profundidad del arañazo o la fuerza necesaria para iniciarlo en función de la carga aplicada. Sin embargo, factores como la forma y el tamaño del palpador, la velocidad de deslizamiento, la temperatura y la humedad pueden influir en los resultados de los ensayos de rayado. Para obtener datos fiables sobre las características mecánicas, los investigadores deben elegir el tipo de ensayo de resistencia al rayado más adecuado para cada material. Los diferentes tipos de ensayos de rayado incluyen ensayos de rayado progresivo o de carga constante de una sola pasada, ensayos de rayado de carga constante multipasada o alternativos, cada uno con ventajas y limitaciones únicas. Gracias a los ensayos de rayado, los científicos pueden conocer mejor el comportamiento mecánico de los materiales y desarrollar nuevos materiales con propiedades mejoradas.
Pruebas de rayado de una sola pasada
Los ensayos de rayado de una sola pasada son un tipo de ensayo de rayado en el que el palpador se desplaza por la superficie del material con una carga constante o progresiva en un movimiento continuo. El ensayo de rayado de revestimientos y películas finas es esencial para determinar la adherencia y la resistencia al rayado de las distintas capas protectoras aplicadas a los materiales, garantizando su durabilidad y rendimiento en aplicaciones reales. La ventaja del ensayo de rayado de una sola pasada radica en su repetibilidad y sencillez, ya que sólo se necesita una pasada para obtener resultados.
Pruebas scratch de carga progresiva
Los ensayos de rayado con carga progresiva, también conocidos como ensayos de rampa de carga, consisten en aumentar gradualmente la carga aplicada al palpador a medida que se desplaza por la superficie del material. Este método permite a los investigadores evaluar las cargas críticas a las que se producen distintos tipos de daños, como la delaminación, el agrietamiento o la deformación plástica. El ensayo de rayado de pintura, por ejemplo, consiste en evaluar la durabilidad de un revestimiento realizando un rayado progresivo, mientras que a veces también se compara el coeficiente de fricción entre diferentes revestimientos para determinar su rendimiento y resistencia al desgaste en diversas aplicaciones. La principal ventaja de los ensayos de rayado con carga progresiva es que proporcionan una visión completa de las propiedades mecánicas y los mecanismos de fallo de un material bajo cargas variables. La limitación, sin embargo, es que pueden ser más complejos y llevar más tiempo en comparación con los ensayos de rayado de una sola pasada.
Pruebas de rayado recíproco o de varias pasadas
Los ensayos de rayado recíproco consisten en mover el palpador de un lado a otro sobre la misma zona de la superficie del material varias veces, mientras que los ensayos de rayado de varias pasadas consisten en mover el palpador siempre en la misma dirección. Ambos métodos ayudan a evaluar la resistencia al desgaste y la durabilidad de los materiales en condiciones de carga cíclica, simulando situaciones reales en las que los materiales están sometidos a tensiones repetidas. La ventaja de los ensayos de rayado recíproco y multipaso es que pueden proporcionar más información sobre el comportamiento de desgaste del material.
Cada tipo de ensayo de rayado ofrece ventajas y limitaciones únicas, lo que los hace adecuados para diferentes aplicaciones y materiales. Los investigadores deben considerar cuidadosamente los requisitos específicos de su estudio y el material que se está probando para seleccionar el método de ensayo de rayado más adecuado. Al elegir el tipo de ensayo de rayado adecuado, los investigadores pueden obtener información valiosa sobre el comportamiento mecánico de un material, lo que en última instancia conduce al desarrollo de nuevos materiales con propiedades adaptadas y un mejor rendimiento en diversas aplicaciones.
Aplicaciones de la prueba del rasguño
Los ensayos de rayado se utilizan ampliamente para evaluar las propiedades mecánicas de diversos materiales, como metales, cerámicas, polímeros y revestimientos. Las industrias que utilizan el ensayo de rayado incluyen la automoción, la aeroespacial, la electrónica y la biomédica, donde la durabilidad y el rendimiento del material son fundamentales para el éxito. El ensayo de rayado tiene varias ventajas sobre otros métodos porque proporciona una medición directa rápida y muy reproducible de las propiedades superficiales de un material. Además, el ensayo de rayado permite un control preciso de los parámetros de rayado, lo que permite a los investigadores obtener datos repetibles y coherentes sobre una amplia gama de materiales. Mediante el uso del rayado, los científicos pueden comprender mejor el comportamiento mecánico de los materiales y desarrollar nuevos materiales con propiedades mejoradas, lo que los convierte en una herramienta esencial en la investigación de la ciencia de los materiales.
Interpretación de los resultados de la prueba del rasguño
La interpretación de los resultados de los ensayos de rayado es crucial para comprender las propiedades mecánicas de los materiales, y un rayómetro desempeña un papel clave en este proceso. A partir de los resultados del ensayo de rayado, los investigadores pueden obtener información sobre el fallo cohesivo y adhesivo, la dureza del rayado, el desgaste multipaso y la resistencia al desgaste, que son factores esenciales para evaluar el rendimiento y la durabilidad de un material. El fallo cohesivo se refiere a la rotura del propio material, mientras que el fallo adhesivo se produce cuando falla la unión entre dos materiales. La dureza al rayado viene determinada por la profundidad del arañazo creado en la superficie del material, y el desgaste en varias pasadas indica la resistencia del material a las tensiones repetidas. Las técnicas para analizar los datos de los ensayos de rayado incluyen datos de profundidad, emisión acústica, medición de la fricción, microscopía óptica, perfilometría confocal cromática de luz blanca, microscopía electrónica de barrido y microscopía de fuerza atómica, que proporcionan información valiosa sobre el comportamiento de deformación de los materiales y la física subyacente del proceso de ensayo de rayado. Mediante el uso de equipos de ensayo de rayado y el análisis de sus resultados, los investigadores pueden desarrollar nuevos materiales con propiedades mecánicas a medida y mejorar los materiales existentes para diversas aplicaciones.
Desafíos de la prueba del rasguño
Aunque el ensayo de rayado es un método potente para medir las propiedades mecánicas de los materiales, presenta retos relacionados con la interpretación de los resultados del ensayo de rayado que pueden ser complejos, especialmente cuando intervienen múltiples parámetros. La complejidad del proceso de deformación y la variabilidad de las distintas condiciones de ensayo también pueden afectar a la interpretación de los resultados. A pesar de estos retos, el ensayo de rayado sigue siendo una herramienta valiosa para evaluar las propiedades mecánicas de diversos materiales. Con las técnicas de ensayo y el análisis de datos adecuados, los investigadores pueden superar estos retos y obtener información valiosa sobre el comportamiento mecánico de los materiales.
Conclusión:
El ensayo por rayado es una técnica fundamental en la investigación de la ciencia de los materiales que proporciona a los investigadores la capacidad de medir directamente las propiedades mecánicas de los materiales con una excelente repetibilidad. La información obtenida mediante el ensayo de rayado ayuda a desarrollar nuevos materiales con propiedades mejoradas y a mejorar el rendimiento de los materiales actuales utilizados en diversas industrias. El potencial de aplicaciones futuras de la tecnología de ensayo de rayado es enorme, ya que los investigadores tienen ahora una mayor comprensión del comportamiento de deformación de los materiales. Con los continuos avances en microscopios y otras tecnologías, los investigadores mejoran continuamente su comprensión de los mecanismos responsables de los distintos comportamientos de los materiales. El futuro del ensayo de rayado parece prometedor, y se espera que desempeñe un papel importante en el desarrollo de nuevos materiales con propiedades mecánicas personalizadas. Si necesita ayuda para encontrar una solución adecuada para su aplicación, no dude en ponerse en contacto con nosotros para que podamos seguir ayudándole.
