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

1.Quanto incide 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, quanta influenza ha 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 sul risultato. Quando l'errore relativo è lo stesso, lo spessore ha un impatto maggiore sul risultato.
Ad esempio, la larghezza e lo spessore standard del provino di prova di flessione sono rispettivamente 10 mm e 4 mm e il modulo di flessione è 8956 MPa. Quando viene inserita la dimensione effettiva del campione, la larghezza e lo 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 del campione?

Gli strumenti di misurazione dimensionale più comuni attualmente sono principalmente micrometri, calibri, spessimetri, ecc.

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

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, adatta per la misurazione dimensionale di materiali duri.

Il campo di misurazione di un calibro convenzionale generalmente non supera 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 anche l'errore aumenterà.

Il valore della forza di serraggio della pinza dipende dall'operazione dell'operatore. I risultati della misurazione della stessa persona sono generalmente stabili e ci sarà una certa differenza tra i risultati della 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. Questi dispositivi forniscono anche una pressione costante, ma la pressione può essere regolata modificando il carico sulla parte superiore. Generalmente questi dispositivi sono adatti alla misurazione di materiali morbidi.

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

La chiave per selezionare le apparecchiature di misurazione dimensionale è garantire che si possano ottenere risultati di test rappresentativi e altamente ripetibili. La prima cosa che dobbiamo considerare sono i parametri di base: portata e precisione. Inoltre, le apparecchiature di misurazione dimensionale comunemente utilizzate come micrometri e calibri sono apparecchiature di misurazione a contatto. Per alcune forme speciali o campioni morbidi, dovremmo considerare anche l'influenza della forma della sonda e della forza di contatto. In effetti, molte norme hanno proposto requisiti corrispondenti per le apparecchiature di misurazione dimensionale: la ISO 16012:2015 stabilisce che per le spline stampate a iniezione, si possono utilizzare micrometri o spessimetri micrometrici per misurare la larghezza e lo spessore dei provini stampati a iniezione; per i campioni lavorati è possibile utilizzare anche calibri e strumenti di misurazione senza contatto. Per risultati di misurazione dimensionale <10 mm, la precisione deve essere entro ±0,02 mm, mentre per risultati di misurazione dimensionale ≥10 mm, il requisito di precisione è ±0,1 mm. GB/T 6342 stabilisce il metodo di misurazione dimensionale per plastica espansa 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 venga sottoposto a grandi forze, con conseguenti risultati di misurazione imprecisi. Inoltre, per campioni con spessore inferiore a 10 mm, lo standard consiglia anche l'uso di un micrometro, ma prevede requisiti rigorosi per lo stress da contatto, che è 100±10Pa.

GB/T 2941 specifica il metodo di misurazione dimensionale per i campioni di gomma. Vale la pena notare che per i campioni con uno spessore inferiore a 30 mm, lo standard specifica che la forma della sonda è un piede di pressione piatto circolare con un diametro di 2 mm~10 mm. Per campioni con durezza ≥ 35 IRHD, il carico applicato è 22±5 kPa, mentre per campioni con durezza inferiore a 35 IRHD, il carico applicato è 10±2 kPa.

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

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

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

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

D. Per i provini di trazione in gomma, si consiglia uno spessimetro per misurare lo spessore, ma è necessario prestare attenzione all'area della sonda e al carico;

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

5. Oltre alla scelta dell'attrezzatura, quali altre considerazioni dovrebbero essere fatte quando si misurano le dimensioni?

La posizione di misurazione di alcuni campioni deve essere considerata rappresentativa della dimensione effettiva del campione.

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

Inoltre, i campioni stampati a iniezione subiranno un restringimento termico e ci sarà una grande differenza tra la misurazione al centro e quella sul bordo del campione, quindi gli standard pertinenti specificheranno anche la posizione di misurazione. Ad esempio, la norma ISO 178 richiede che la posizione di misurazione della larghezza del provino sia ±0,5 mm dalla linea centrale dello spessore e che la posizione di misurazione dello spessore sia ±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 umano.