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Archivio mensile: Novembre 2025

Schermo di smartphone incrinato che illustra l'importanza dei test di resistenza ai graffi per le protezioni dello schermo.

Test di resistenza ai graffi dei protettori dello schermo del telefono

Test di resistenza ai graffi dei protettori dello schermo del telefono

Preparato da

Stacey Pereira, Jocelyn Esparza e Pierre Leroux

Comprendere la resistenza ai graffi nelle protezioni per lo schermo dei telefoni

I rivestimenti protettivi sugli schermi dei telefoni svolgono un ruolo fondamentale nella resistenza ai graffi, nella forza di adesione e nella durata a lungo termine. Nel tempo, graffi, microfessurazioni e delaminazione del rivestimento possono ridurre la chiarezza ottica e l'affidabilità, specialmente in ambienti ad alto utilizzo. Per valutare la resistenza dei diversi proteggi schermo ai danni meccanici, i test di resistenza ai graffi strumentati forniscono informazioni quantificabili sui meccanismi di rottura del rivestimento, tra cui l'adesione, la coesione e il comportamento alla frattura.

In questo studio, Tester meccanico NANOVEA PB1000 viene utilizzato per confrontare le protezioni per schermi in TPU e quelle in vetro temperato sottoposte a un carico progressivo controllato. Grazie a un preciso rilevamento delle emissioni acustiche, identifichiamo i carichi critici di rottura e caratterizziamo il modo in cui ciascun materiale risponde all'aumento dello stress meccanico.

Perché i test di resistenza ai graffi sono importanti per le protezioni per schermi

Molti utenti ritengono che i protettori più spessi o più duri offrano automaticamente prestazioni migliori, ma la reale durata dipende dal comportamento del materiale sotto carico progressivo, deformazione superficiale e sollecitazioni localizzate. I test strumentali di resistenza ai graffi consentono agli ingegneri di misurare l'adesione del rivestimento, la forza coesiva, la resistenza all'usura superficiale e i carichi esatti ai quali si verificano o si propagano i guasti.

Analizzando i punti di inizio delle crepe, il comportamento di delaminazione e le modalità di rottura, i produttori possono convalidare le prestazioni delle protezioni per schermi per la ricerca e lo sviluppo, il controllo qualità o il benchmarking comparativo. I test sui nano- e micro-graffi offrono informazioni ripetibili e basate sui dati sulla durata reale, ben oltre i tradizionali indici di durezza.

ℹ️ Per saperne di più servizi di test di resistenza ai graffi e all'adesione per rivestimenti e protezioni per schermi.

Obiettivo del test di scratch:
Misurazione dei carichi di rottura nei protettori per schermi

L'obiettivo di questo studio è dimostrare come il tester meccanico NANOVEA PB1000 esegua test di resistenza ai graffi ripetibili e standardizzati su protezioni per schermi sia in polimero che in vetro. Aumentando progressivamente il carico applicato, il sistema rileva i carichi critici per il cedimento coesivo e adesivo, cattura i segnali di emissione acustica e correla questi eventi con la profondità del graffio, la forza di attrito e la deformazione superficiale.

Questa metodologia fornisce un profilo meccanico completo di ogni rivestimento protettivo, consentendo ai produttori e ai team di ricerca e sviluppo di valutare le formulazioni dei materiali, la forza di adesione del rivestimento, la durata della superficie e lo spessore ottimale del rivestimento per migliorare le prestazioni del prodotto. Queste valutazioni dei graffi fanno parte della più ampia suite di NANOVEA. soluzioni per prove meccaniche utilizzato per caratterizzare rivestimenti, pellicole e substrati in ambienti di ricerca e sviluppo, controllo qualità e produzione.

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Collaudatore meccanico

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NANOVEA SCRATCH TESTER: TEST DI USURA DEL RIVESTIMENTO IN PTFE

Parametri del test scratch e configurazione dello strumento

La valutazione della resistenza ai graffi delle protezioni per schermi in TPU e vetro temperato è stata condotta in condizioni controllate per garantire la ripetibilità e l'accuratezza del rilevamento del carico di rottura. I seguenti parametri definiscono la configurazione del test di resistenza ai graffi con carico progressivo utilizzato sul tester meccanico NANOVEA PB1000.

TIPO DI CARICO PROGRESSIVO
CARICO INIZIALE 0,1 N
CARICO FINALE 12 N
VELOCITÀ DI SCORRIMENTO 3,025 mm/min
DISTANZA DI SCORRIMENTO 3 mm
GEOMETRIA DEL PENETRATORE ROCKWELL (CONE A 120°)
MATERIALE DEL PUNTA (PUNTA) DIAMANTE
RAGGIO DELLA PUNTA DEL PENETRATORE 50 µm
ATMOSFERA ARIA
TEMPERATURA 24 °C (TEMPERATURA AMBIENTE)

TABELLA 1: Parametri di prova utilizzati per il test di resistenza ai graffi

Campione di protezione per schermo sottoposto a test di resistenza ai graffi sul tester meccanico NANOVEA PB1000

Campione di protezione per schermo montato sul tester meccanico NANOVEA PB1000 durante la misurazione della resistenza ai graffi con carico progressivo.

Campioni di protezioni per schermi utilizzati per i test di resistenza ai graffi

Sono stati selezionati due materiali protettivi per schermi disponibili in commercio per confrontare le differenze in termini di resistenza ai graffi, comportamento in caso di rottura e durata meccanica. Entrambi i campioni sono stati montati in modo sicuro sul tester meccanico NANOVEA PB1000 e valutati in condizioni di carico progressivo identiche per garantire un confronto coerente e imparziale.

La protezione per schermo in TPU è costituita da una pellicola polimerica flessibile con elevata elasticità ma minore resistenza all'abrasione, mentre la protezione in vetro temperato è costituita da un materiale rigido e fragile progettato per garantire un'elevata durezza e una maggiore protezione dagli urti. Testare entrambi i materiali con lo stesso profilo di carico consente di valutare chiaramente in che modo la composizione, l'elasticità e la durezza dei materiali influenzano le modalità di rottura da graffio.

Protezione per schermo in TPU

Vetro temperato

FIGURA 1: Protezioni per schermo in TPU e vetro temperato preparate per il test di resistenza ai graffi.

Risultati dei test di resistenza ai graffi: modalità di rottura delle protezioni per schermo in TPU rispetto a quelle in vetro temperato

TIPO DI PROTETTORE PER SCHERMOCARICO CRITICO #1 (N)CARICO CRITICO #2 (N)
TPUn/a2,004 ± 0,063
VETRO TEMPERATO3,608 ± 0,2817,44 ± 0,995

TABELLA 2: Riepilogo dei carichi critici per ciascun campione di protezione per schermo.

Poiché le protezioni per schermi in TPU e vetro temperato hanno proprietà meccaniche fondamentalmente diverse, ciascun campione ha mostrato modalità di rottura e soglie di carico critico distinte durante il test di resistenza ai graffi con carico progressivo. La tabella 2 riassume i carichi critici misurati per ciascun materiale.

Il carico critico #1 rappresenta il primo punto osservabile di rottura coesiva al microscopio ottico, come l'inizio di una crepa o una frattura radiale.

Il carico critico #2 corrisponde al primo evento importante rilevato tramite il monitoraggio delle emissioni acustiche (AE), che in genere rappresenta un guasto strutturale più grave o un evento di penetrazione.

Protezione per schermo in TPU — Comportamento dei polimeri flessibili

La protezione per schermo in TPU ha mostrato un solo evento critico significativo (carico critico #2). Questo carico corrisponde al punto lungo la traccia del graffio in cui la pellicola ha iniziato a sollevarsi, staccarsi o delaminarsi dalla superficie dello schermo del telefono.

Una volta superato il carico critico #2 (≈2,00 N), il penetratore ha penetrato sufficientemente da causare un graffio visibile direttamente sullo schermo del telefono per il resto del test. Non è stato rilevabile alcun evento separato di carico critico #1, in linea con l'elevata elasticità e la minore resistenza coesiva del materiale.

Protezione per schermo in vetro temperato — Comportamento di rottura fragile

La protezione per schermo in vetro temperato ha mostrato due carichi critici distinti, caratteristici dei materiali fragili:

  • Carico critico #1 (≈3,61 N): al microscopio sono state osservate fratture radiali e la formazione di crepe, che indicano un cedimento precoce della coesione dello strato di vetro.

  • Carico critico #2 (≈7,44 N): un forte picco AE e un brusco aumento della profondità del graffio hanno indicato la penetrazione del protettore a carichi più elevati.

Sebbene la magnitudo AE fosse superiore a quella del TPU, non sono stati riscontrati danni allo schermo del telefono, dimostrando la capacità della protezione in vetro temperato di assorbire e distribuire il carico prima di un guasto catastrofico.

In entrambi i materiali, il carico critico #2 corrispondeva al momento in cui il penetratore ha sfondato la protezione dello schermo, confermando il limite protettivo di ciascun campione.

Protezione per schermo in TPU: dati relativi al test di resistenza ai graffi e analisi dei guasti

SCRATCHCARICO CRITICO #2 (N)
12.033
22.047
31.931
MEDIA2.003
DEVIAZIONE STANDARD0.052

TABELLA 3: Carichi critici misurati durante il test di resistenza ai graffi della protezione per schermo in TPU.

Grafico che mostra l'attrito, la forza normale, le emissioni acustiche e la profondità in funzione della lunghezza del graffio per la protezione per schermo in TPU testata sul tester meccanico NANOVEA.

FIGURA 2: Forza di attrito, carico normale, emissione acustica (AE) e profondità del graffio rispetto alla lunghezza del graffio per la protezione per schermo in TPU. (B) Carico critico #2

FIGURA 3: Immagine al microscopio ottico della protezione per schermo in TPU al carico critico #2 (ingrandimento 5×; larghezza immagine 0,8934 mm).

FIGURA 4: Immagine completa dell'ammaccatura sulla protezione per schermo in TPU che mostra il segno completo lasciato dal graffio dopo il test di carico progressivo.

Protezione per schermo in vetro temperato: dati critici sul carico e comportamento alla frattura

SCRATCH CARICO CRITICO #1 (N) CARICO CRITICO #2 (N)
1 3.923 7.366
2 3.382 6.483
3 3.519 8.468
MEDIA 3.653 6.925
DEVIAZIONE STANDARD 0.383 0.624

TABELLA 4: Carichi critici misurati durante il test di resistenza ai graffi delle protezioni per schermo in vetro temperato.

ℹ️ Per un confronto con i rivestimenti polimerici non silicatici, consultare il nostro studio su Prova di resistenza all'usura del rivestimento in PTFE, che evidenzia il comportamento di rottura nei film polimerici a basso attrito in condizioni di carico progressivo simili.

FIGURA 5: Forza di attrito, carico normale, emissione acustica (AE) e profondità del graffio rispetto alla lunghezza del graffio per la protezione dello schermo in vetro temperato. (A) Carico critico #1 (B) Carico critico #2

Immagini al microscopio ottico che mostrano i punti di rottura del carico critico #1 e del carico critico #2 su una protezione per schermo in vetro temperato durante il test di resistenza ai graffi con ingrandimento 5x utilizzando il tester meccanico NANOVEA.

FIGURA 6: Immagini al microscopio ottico che mostrano i punti di rottura per il carico critico #1 (a sinistra) e il carico critico #2 (a destra) con ingrandimento 5× (larghezza dell'immagine: 0,8934 mm).

FIGURA 7: Immagine al microscopio ottico post-test della traccia di graffio sul vetro temperato, che evidenzia l'inizio della frattura (CL#1) e la zona di penetrazione finale (CL#2) dopo il test di carico progressivo.

Conclusione: confronto delle prestazioni di resistenza ai graffi tra protezioni per schermo in TPU e in vetro temperato

Questo studio dimostra come il tester meccanico NANOVEA PB1000 fornisca misurazioni della resistenza ai graffi controllate, ripetibili e altamente sensibili utilizzando il carico progressivo e il rilevamento delle emissioni acustiche (AE). Catturando con precisione sia gli eventi di rottura coesiva che quelli di rottura adesiva, il sistema consente un chiaro confronto tra il comportamento dei protettori per schermi in TPU e quelli in vetro temperato sotto stress meccanico crescente.

I risultati sperimentali confermano che il vetro temperato presenta carichi critici significativamente più elevati rispetto al TPU, offrendo una resistenza ai graffi superiore, un ritardo nell'inizio della frattura e una protezione affidabile contro la penetrazione dell'indentatore. La minore forza coesiva e la delaminazione precoce del TPU evidenziano i suoi limiti in ambienti sottoposti a sollecitazioni elevate.

Dopo aver identificato i carichi di rottura, è possibile analizzare anche le tracce di graffi risultanti utilizzando un profilometro ottico 3D senza contatto per misurare la profondità della scanalatura, la deformazione residua e la topografia post-graffio. Ciò contribuisce a completare il profilo meccanico di ciascun materiale.

Il tester meccanico NANOVEA è progettato per eseguire test accurati e ripetibili di indentazione, graffio e usura e supporta moduli nano e micro conformi alle norme ISO e ASTM. La sua versatilità lo rende una soluzione ideale per valutare il profilo meccanico completo di film sottili, rivestimenti, polimeri, vetri e substrati in ambito di ricerca e sviluppo, produzione e controllo qualità.

Domande frequenti
Informazioni sui test di resistenza ai graffi

Che cos'è il test di resistenza ai graffi?

Il test di resistenza ai graffi valuta la risposta di un materiale o di un rivestimento quando uno stilo diamantato applica un carico progressivamente crescente. Il test identifica i carichi critici in cui si verificano cedimenti coesivi o adesivi, fornendo una misura quantificabile della durata, della forza di adesione e della resistenza ai danni superficiali.

Qual è la differenza tra rottura coesiva e rottura adesiva?

Si verifica un cedimento coesivo all'interno di il rivestimento o il materiale, come crepe, strappi o fratture interne.
Il fallimento dell'adesivo si verifica quando il rivestimento si stacca dal substrato, indicando una forza di adesione insufficiente.

Il NANOVEA PB1000 rileva entrambi utilizzando il monitoraggio sincronizzato delle emissioni acustiche, il tracciamento della profondità dei graffi e l'analisi dell'attrito.

Perché utilizzare un tester meccanico invece dei metodi manuali?

Un tester meccanico come il NANOVEA PB1000 fornisce misurazioni precise, ripetibili e standardizzate, garantendo dati affidabili per la ricerca e lo sviluppo, la convalida della produzione e il controllo qualità. Offre inoltre funzionalità avanzate, come il rilevamento delle emissioni acustiche e il monitoraggio della profondità in tempo reale, che i metodi manuali non sono in grado di fornire.

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