Easy Linear è una macchina di prova elettrodinamica con attuatore lineare per prove dinamiche e di fatica ad alta frequenza e carico medio-basso.
La macchina elettrodinamica per prove di fatica con motore lineare verticale Easy Linear consente di eseguire automaticamente prove dinamiche con un profilo sinusoidale e con corsa/ampiezza variabile (selezionabile dall’utente tramite software).
Ciò è consentito dal fatto che la macchina non è basata su un meccanismo a biella-manovella, ma su un motore lineare a trasmissione diretta, quindi l’operatore non dovrà regolare manualmente alcuna camma della cinematica, ma gestirà tutto comodamente dal software applicativo, scegliendo l’ampiezza del ciclo desiderata sul monitor.
Si tratta di un sistema per test dinamici in grado di raggiungere un carico di 20 kN, con un range di corse elevatissimo e velocità di prova fino a 8G (poco meno di 80 m/s2). Questo si traduce in frequenze che raggiungono i 100 Hz.
Easy Linear si presenta dunque come la scelta vincente per tutte quelle applicazioni che richiedono di eseguire prove dinamiche ad alta frequenza su vari materiali (gomme, plastiche, polimeri, compositi, metalli di vario tipo) come anche componenti (interruttori, pulsanti, connettori) e molle di compressione, e trazione.
Descrizione Sommaria
- Motore Lineare: È un motore lineare a magneti permanenti (senza spazzole) che consente movimenti lineari anziché rotativi. Il principale vantaggio è che non ci sono altri elementi meccanici tra il motore e le molle (trasmissione diretta). Quindi, non sono necessarie cinghie, bielle, manovelle, riduttori, pulegge, che portano a riduzioni delle prestazioni dinamiche, rumore e possibili guasti.
- Sistema di Controllo: La macchina di prova elettrodinamica è dotata di un vero computer Windows (e non solo un PLC) con il software applicativo proprietario di Easydur, basato sulla piattaforma Beckhoff. Il principale vantaggio è la possibilità di gestire l’intero ciclo di prova tramite software preparando il test/ricetta. È possibile impostare il numero di cicli e il software è in grado di registrare l’evento di “rottura” tramite la cella di carico, indicando il numero di cicli dopo i quali un particolare campione si è rotto. Inoltre, è possibile eseguire anche prove statiche con varie condizioni di test, come: forza, posizione, ottenendo risultati sia numerici che grafici.
Grazie all’elevatissima versatilità delle strutture meccaniche sviluppate da Easydur (che possono essere munite, tra l’altro, di praticissime tavole con cave a “T”), inoltre, è possibile equipaggiare in modo immediato e semplice Easy Linear con ogni accessorio necessario per eseguire le più comuni prove (prove di trazione, prove di compressione, prove di flessione a 3 punti, a 4 punti, e molto altro ancora) come anche quelle richieste dalle più particolari applicazioni custom.
Si tratta, infatti, di una macchina di prova altamente versatile, in grado di eseguire perfettamente sia le prove dinamiche e di fatica (alta frequenza, elevato numero di cicli) sia le prove statiche sui materiali (le classiche prove di trazione, compressione, flessione).
GUARDA IL VIDEO DI EASY LINEAR IN AZIONE
Macchina di prova elettrodinamica: funzionamento
Il termine “elettrodinamica” designa un tipo di macchina per prove di fatica con funzionamento, per l’appunto, elettromeccanico.
L’attuazione, di conseguenza, avviene tramite un motore brushless (in questo caso abbinato a viti a ricircolo di sfera, oppure viti satelliti) nel caso delle applicazioni a carico medio-alto, e tramite un motore lineare, nel caso delle applicazioni a carico medio-basso.
Questa terminologia, esclude dunque le macchine di prova dinamiche con funzionamento idraulico, ancora impiegate nel campo delle prove dinamiche e di fatica ad alto carico, e corsa tendenzialmente elevata.
Nel caso della macchina di prova elettrodinamica Easy Linear, il motore lineare ad alte prestazioni e bassi consumi (uno dei vantaggi principali risiede nella ridotta massa dell’azionamento, e la lunga corsa dello stelo) viene posizionato su una colonna movimentata sull’asse verticale, e motorizzata.
Diviene dunque semplicissimo eseguire test su ogni tipo di campione, e spaziare tra varie prove, sfruttando la corsa del motore stesso, assieme all’ampio spazio di prova verticale dei sistemi di prova Easydur a due colonne.
A completare queste macchine di fatica ad alto valore tecnologico, vi è il moderno e intuitivo software di prova sviluppato interamente da Easydur, in grado di eseguire dalle prove più semplici, alle ricette più complesse, compiendo un elevato numero di cicli, in tempi ristretti.
I benefici dei sistemi di prova elettrodinamici
I sistemi di prova elettrodinamici, e quelli elettromeccanici in generale, presentano tutta una serie di vantaggi tecnicamente entusiasmanti quali, ad esempio:
Principali Vantaggi:
- Incredibile accuratezza in fatto di controllo dello spostamento, come anche della forza (si parla di controllo micrometrico: l’encoder per misurare la corsa è coassiale all’asse di prova per la massima ripetibilità di posizionamento)
- Elevate frequenze di prova, dovute alle grandi velocità raggiungibili
- Alta efficienza ed efficienza energetica grazie alla trasmissione diretta (assenza di parti meccaniche in movimento come il sistema biella-manovella)
- Potenza installata inferiore rispetto all’alternativa idraulica, a parità di prestazioni
- Alta precisione (classe 0.5) e assenza di gioco grazie ai sistemi basati sul motore lineare (oppure sulle viti a ricircolo di sfere/viti satellite, in altri sistemi elettromeccanici), a differenza dei sistemi idraulici dovuti alla deformazione del fluido in movimento.
- Sistemi di Recupero di Energia utilizzando condensatori, recuperando energia frenante ed energia del campione (che sia una molla o un qualsiasi altro corpo elastico), riducendo il consumo energetico fino al 90%
- Silenziosità grazie alla completa assenza di vibrazioni dalle parti in movimento
- Regolazione automatica della corsa direttamente dal software, senza dover regolare manualmente alcuna parte meccanica
- Macchina pulita: nessuna perdita di olio rispetto alle soluzioni idrauliche tradizionali
- Macchina Plug&Play che necessita solo di essere collegata alla rete elettrica, senza tubi e centralina idraulica
- La macchina può essere utilizzata anche per prove statiche
- Bassa manutenzione (limitato numero di componenti, assenza di centralina, filtri)
Descrizione Tecnica macchina di prova elettrodinamica:
La macchina con motore lineare è dotata delle seguenti parti:
- Base/telaio: per consentire l’alloggiamento dei campioni e supportare l’attuatore lineare verticalmente
- Traversa mobile: serve a supportare l’attuatore lineare e regolare l’apertura dello spazio di prova
- Piastra di appoggio: sagomata con fori e asole personalizzati secondo le esigenze del cliente
- Attuatore lineare: questo è il cuore della macchina di prova elettrodinamica, cioè l’attuatore che consente di eseguire prove dinamiche e statiche. È costituito dai seguenti elementi:
- Motore lineare: motore a magneti permanenti per la forza di prova
- Encoder assoluto: per conoscere la posizione dell’attuatore in ogni momento e ricordare la posizione anche offline
- Cella di carico: per conoscere la forza durante la prova
- Chiller: per il raffreddamento a liquido del motore
- Centralina di controllo: computer Beckhoff + PLC per la gestione e il controllo delle prove
- Software: è il software sviluppato da Easydur che consente all’utente di inserire le condizioni di prova, monitorare e visualizzare i risultati sia numerici che grafici.
Software & Sistema di Controllo Macchina di Prova Elettrodinamica:
Il software Easydur (EasyTester) è un software versatile basato su Windows sulla piattaforma hardware Beckhoff, offrendo il principale vantaggio di avere sia il sistema in tempo reale tipico di un PLC (TwinCAT) che la versatilità di un software Windows.
Il software è suddiviso in tre fasi di utilizzo:
- Pre-elaborazione: l’operatore prepara la ricetta di prova, completamente personalizzabile, inserendo le operazioni desiderate durante il test e le condizioni di risultato, quindi impostando i valori di forza, spostamento, velocità, frequenza e anche i tempi per l’acquisizione dei valori.
- Elaborazione: esecuzione del test
- Post-elaborazione: il test è completato e i grafici e i valori desiderati sono mostrati sullo schermo; è dunque possibile esportare i risultati in formato XML o tramite un modello PDF.
Il software Easydur è composto come segue:
- Database delle ricette: per memorizzare i programmi di prova (ricette) codificandoli
- Ricette: ogni ricetta, componibile e personalizzabile, consente di eseguire una serie di operazioni di prova sia statiche che dinamiche basate su condizioni di: forza, spazio, tempo, velocità.
- Controlli: il software offre la possibilità di eseguire diverse operazioni come cicli forza/posizione o sinusoidali imputando parametri come numero di cicli, ampiezza e frequenza o velocità.
- Fatica: c’è una schermata dedicata ai test di fatica dove, oltre ai valori di input dell’onda sinusoidale, è possibile impostare soglie di forza per catturare l’evento di rottura del pezzo.
- Risultati numerici: ogni operazione della ricetta sotto condizione può fornire un risultato con valore nominale associato e intervallo di tolleranza del risultato atteso, indicando con colori rosso/verde se il valore è entro l’intervallo desiderato.
Ad esempio: comprimo una molla di 10 mm e mi aspetto una forza letta di 15 kg con un intervallo +/- 2 kg, il risultato è 14,8 kg e sarà evidenziato in verde, in quanto all’interno della tolleranza. Tutti i valori sono esportabili
- Risultati grafici: il software offre la possibilità di abilitare fino a 8 grafici contemporaneamente, dove per ciascuno è possibile selezionare le quantità fisiche degli assi. I grafici possono essere sia in tempo reale con effetto oscilloscopio (finestra temporale) sia la cronologia dell’intero test (a seconda del peso delle informazioni, è possibile modificare la frequenza di campionamento per alleggerire il peso dei dati). Tutti i grafici sono esportabili.
Prestazioni macchina di prova elettrodinamica con motore lineare:
Questo grafico mostra le frequenze in funzione delle ampiezze dei cicli (+/- mm) che possono essere raggiunte:
Legenda:
La curva blu indica i massimi cicli di accelerazione (80 m/s2)
La curva verde indica le cicliche eseguite ad accelerazioni minori (40 m/s2)
La macchina di prova elettrodinamica Easy Linear è perfetta per eseguire prove dinamiche e di fatica in vari settori, quali ad esempio
- Biomedicale
- Ricerca e Sviluppo
- Prove di fatica e di durata su campioni standardizzati in plastica, compositi in fibra e metalli
- Prove di fatica su plastiche
- Prove di fatica su gomme
- Stampe 3D (plastica e metallo)
- Prove di fatica sui polimeri
- Compositi a Matrice Ceramica
- Compositi a Matrice Metallica
- Matrice Polimerica
- Elastomeri
- Prove di fatica su acciaio
- Prove di fatica su materiali compositi
- Fibra di Carbonio
- Ceramiche
- Metalli
- Componenti di Dispositivi Medici
- Alluminio
- Biomateriali e Dispositivi Medici
- Prodotti di Consumo e Imballaggi
- Microelettronica
- Componenti elettrici e hardware
- Tessuti e bio-tessuti
- Materiale biologico
- High strain rate test <2 m/s
- High strain rate test <7 m/s
- Cicli Dinamici o Propagazione delle Crepe o CTOD (Crack Tip Opening Displacement)
- Caratterizzazione Dinamica
- Analisi Meccanica Dinamica (DMA)
- Crescita delle Crepe da Fatica o Fatica ad Alto Ciclo (HCF)
- Alta Temperatura o Jlc-CTOD
- Klc
- Fatica a Basso Ciclo (LCF)
- Trazione
- Torsione
- Test a Bassa Forza
- Prove di Fatica
- Compressione
- Piegamento
- Flessione
La macchina di prova elettrodinamica Easy Linear può integrare svariati accessori come estensimetri (estensimetro meccanico manuale clip-on, estensimetro meccanico automatico, estensimetro video senza contatto), forni, camere climatiche e molto altro ancora (soluzioni custom sono sempre disponibili).
Le principali normative internazionali in fatto di prove dinamiche (fatica, trazione, complessione, flessione) sono:
- Prove di fatica ad alto numero di cicli
- Prove dinamiche e di fatica su ammortizzatori
- Prove dinamiche su molle
- ISO 18489
- ASTM F2193
- ISO 14801 (impianti dentali)
- ASTM F382 e ISO 9585 (piastre ossee)
- ASTM F1800 e ISO 14879 (protesi del ginocchio)
- ISO 12189-8, ASTM F1717 e ASTM F2706 (impianti spinali)
- ASTM F2077 e ASTM F2267 (dispositivo di fusione del corpo intervertebrale)
- ASTM F543 e ISO 6475 (viti ossee)
- ASTM F1798
- ASTM D3039
- ASTM D2344
- ASTM D790
- ASTM D3518
- ASTM D5023
- ASTM D5024
- ASTM D5026
- ASTM D5418
- ASTM D5992
- ASTM D6272
- ASTM D7028
- ASTM E21
- ASTM E290
- ASTM E517
- ASTM E646
- ASTM E8-E8M
- ASTM E9
- ISO 10113
- ISO 10275
- ISO 14125
- ISO 6892-1
- ISO 6892-2
- ISO 7438
- ISO 14129
- ISO 527-4
- ISO 527-5
- ISO 6721-4
- ISO 6721-12
- EN 2561
- EN 2562
- EN 2597
- EN 2746
- EN 6031
- ISO 7206
- ASTM 1440
- ASTM F3140-17
- ISO 6721-5
- ISO 1099
- ASTM 466-96
- ASTM 468-90
- ASTM E606
- ASTM D3479
- ASTM E466
- ASTM E2368
- EUR 22281 EN
- ASTM E647
- ASTM E399
- ASTM E1820
- ASTM 399-17
- ISO 6892
- ASTM D412
- ASTM D882
- ASTM 527-2
- ASTM 527-3
- ISO 7800
- ASTM A938
- ASTM D1043
- ASTM D5279
- ASTM F383
- ISO 5835
- ISO 9268
- ISO 80369-1