Qu'est-ce que l'essai de matériaux

En savoir plus sur les différents types d'équipement d'essai de matériaux et sur leurs utilisations.
Qu'est-ce que l'essai de matériaux
Le testeur de matériaux est une technique bien établie utilisée pour déterminer les propriétés physiques et mécaniques des matières premières et des composants allant d'un cheveu humains à de l'acier, à des matériaux composites et des céramiques. 

Pour relever le défi de tester une grande diversité de matériaux, Lloyd Instruments propose une gamme complète de machines d'essai de matériaux de haute performance, conçues pour effectuer des mesures de force précises et reproductibles dans la gamme de 0,1 N à 300 kN (0,0225 lbf - 67443 lbf). En fonction de la machine, des allongements entre 1 micron et 2,5 m (98,4 po) peuvent être mesurés.

Les capacités d'essai typiques sont :

• La résistance à la traction 
• La compression 
• La résistance à la flexion et/ou pliage 
• Le coefficient de friction 
• La résistance à la perforation 
• La résistance à la déchirure 
• La résistance au pelage 
• La résistance au cisaillement 
• La force de délamination 
• L'adhérence 
• La résistance à l'adhésion 
• La charge de rupture 
• La relaxation de contrainte et de fluage 
• La résistance à l'écrasement 
• La résistance à la déformation
• La ductilité 
• La limite élastique 
• L'allongement 
• La résistance à la rupture
• Le module d'Young 
• La dureté 
• La torsion

Applications des machines d'essai des matériaux
Les machines d'essai des matériaux peuvent être utilisées dans le contrôle de la qualité, la production, le laboratoire, le R&D ou l'éducation. Les vastes capacités d'essais énumérés ci-dessus signifient qu'il existe une large gamme d'applications dans des marchés tels que :

• Le plastique et le caoutchouc 
L'emballage 
L'automobile 
Le médical 
Le pharmaceutique 
Les métaux 
Le papier et carton 
Le bois 
Les textiles 
L'électronique 
Les matériaux de construction 
• Les produits et Composants

Différents types de machines d'essai des matériaux 
Les machines d'essai des matériaux universelles peuvent être configurées pour une multitude d'applications en choisissant simplement la cellule de mesure appropriée, les attaches pour maintenir l'échantillon, les logiciels d'essai de matériaux en option et des accessoires tels que des extensomètres, des armoires thermiques et des fours à haute température. La gamme de produit de Lloyd Instruments est structurée en machines avec différents cadres de charge maximum. Treize machines « Plus » couvrent la gamme de 1 kN à 300 kN (225 lbf - 67 443 lbf). Chaque système d'essai des matériaux est conçu de manière robuste avec des cadres de charge de rigidité élevée, tandis que l'électronique de pointe assure une collecte des données précises dépassant les exigences de la norme BS EN 7500-1 et ASTM E4. Les configurations de colonnes simples sont utilisées pour des instruments de force moindre, tandis que des colonnes jumelées sont utilisées pour des besoins de forces plus élevés. 

Machines d'essai à colonne simple
Les instruments à colonne simple sont conçus pour des applications nécessitant des forces de 1 à 5 kN (225 - 1124 lbf). Ces machines d'essai montées sur table fournissent un espace de travail généreux.

Machines d'essai à double colonnes 
Les instruments à double colonnes sont disponibles montés sur table (5 - 50 kN (1124 - 22 481 lbf)) ou montés au sol (100 - 300 kN (22 481 - 67 443 lbf)). Les instruments de laboratoire montés sur table sont parfaitement adaptés pour les essais de contrôle de qualité de routine ou des essais complexes multi-étape dans une gamme de force moyenne. Les testeurs de matériaux montés au sol sont des machines d'essai robustes et lourdes, qui disposent d'un grand espace de travail.

Compensation de la conformité du système de chargement
La compensation de la conformité de la conception du cadre de pointe et de la chaîne de chargement (ou rigidité) signifie que des erreurs d'extension de moins de 5 microns à pleine charge sont réalisables pour de nombreux essais de compression et de flexion sans l'utilisation d'un extensomètre. Dans la plupart des cas, la déformation de l'instrument est minime par rapport à celle de l'échantillon, de sorte que l'erreur est négligeable. La compensation de la rigidité, cependant, améliore la précision de mesure dans des applications où la déformation du système est une plus grande proportion de la mesure totale.

Essai d'échantillon à allongement élevé
Des cadres de hauteur étendus sont disponibles pour tous les systèmes de colonnes simples et jumelées pour tester les matériaux à grande élasticité ou pour tester des échantillons jusqu'à 2,5 m (98,4 po) de hauteur en fonction du modèle utilisé. 

Machines d'essais de matériaux personnalisées
Beaucoup d'application d'essai des matériaux nécessitent des instruments spécialement adaptés pour une variété de raisons, qui peuvent être liées à l'application spécifique elle-même, ou tout simplement en raison de contraintes d'espace dans lequel l'équipement peut être placé. Pour faire face à cette éventualité, Lloyd Instruments peut produire des versions personnalisées de ses machines d'essai universelles. Des exemples ont inclus des machines d'essai avec une grande distance supplémentaire entre les colonnes et les versions abrégées pour tenir dans un espace de laboratoire particulièrement petit.

Outillages et accessoires pour des machines d'essai des matériaux
Lloyd Instruments offre une grande variété d'outillages et d'accessoires pour ses machines d'essai des matériaux. Ils sont résumés dans ce qui suit.

Attaches et outillages pour des machines d'essai des matériaux
La vaste gamme d'attaches, de sondes, d'outillages et de gabarits flexibles standards transforme les machines des essais de matériaux universelles en des testeurs spécialisés pour le plus large éventail d'application possible. Les attaches et outillages de Lloyd Instruments proposés viennent dans une variété de tailles, de surfaces de saisie, de styles et de capacités :

• Des dispositifs de serrage compensés pour des échantillons rigides
• Des dispositifs de serrage pneumatiques pour un serrage rapide de l'échantillon
• Des dispositifs de pince-étau pour des films et des matériaux semi-rigides
• Des plateaux de compression disponibles dans de nombreuses tailles
• Des gabarits de courbure en 3 et 4 points 
• Des attaches de serrage automatiques pour réduire la fatigue de l'opérateur
• Des attaches bollards pour tester le fil, la corde, le filetage et la fibre

Dans de nombreux cas, les applications non-standard peuvent être accommodées par la conception d'un gabarit spécial ou d'un outillage pour maintenir l'échantillon particulier sans avoir à modifier la machine d'essai elle-même. Les solutions de conception pour l'attache des échantillons ont une gamme qui varie des montages d'essai aiguille/seringue entièrement robotisés pour mesurer la netteté de l'aiguille et la performance de la seringue aux gabarits permettant de tester la résistance des câbles à fibre optique et un accessoire de compression des spaghettis et nouilles conçus pour faire des mesures d'épaisseur des produits cuits afin de calculer une série de paramètres, y compris la compressibilité de l'échantillon.

Cellules de mesure pour les machines d'essai des matériaux
Les cellules de mesure sont disponibles dans une gamme de capacité de 5 N à 300 kN selon la machine utilisée et l'essai effectué. Elles sont d'une grande précision, dispose de cellules de mesure de jauge de contrainte en pont intégral à auto-identification, conçues pour répondre aux normes internationales en matière de précision de cellule de mesure. 

Extensomètres pour des machines d'essai des matériaux
Les extensomètres Plug and play sont conçus pour une mesure précise de l'allongement et la détermination des résultats tels que le module, le rendement et la charge d'épreuve parmi d'autres.

• Jauge extensométrique à contact pour des matériaux rigides tels que les métaux
• Automatique à contact de type grande course pour les caoutchoucs et les élastomères
• De type laser sans-contact pour des matériaux d'allongement élevé, comme des films plastiques

Testeurs de matériaux à température élevée ou basse
Les fours et chambres thermiques sont disponibles pour les essais de -70 °C à +1200 °C. Les chambres et fours peuvent être éventuellement contrôlés par des logiciels. Des essais de matériaux à des températures élevées et faibles sont utilisés dans un large éventail d'industries.

Des cages de compression pour des machines d'essai des matériaux
Des cages de compression sont fabriquées pour tester de très grands échantillons ou des échantillons complètement assemblés ayant des formes peu commode tel qu'un siège auto complet. La machine d'essai est montée au-dessus de la cage permettant une gamme complète d'essais de compression à effectuer sur des échantillons ayant une largeur supérieure à 400 mm. Ces assemblages robustes sont construits à partir d'aluminium, selon les spécifications de chaque client. Les côtés des cages peuvent être ouverts ou blindés avec des treillis métalliques ou des panneaux en polycarbonate. Les plateaux de compression peuvent être intégrés dans le cadre et montés sur des appareils d'appui guidés pour assurer l'alignement.

Logiciel de contrôle et d'essai pour les machines d'essai des matériaux
Alors que tous les instruments fonctionnent comme des unités autonomes, il y a une exigence accrue pour automatiser l'opération par le contrôle d'un logiciel via un PC. Toutes les machines d'essai des matériaux « Plus » de Lloyd Instruments peuvent être contrôlées par PC en utilisant le logiciel de contrôle et d'essai NexygenPlus  NexygenPlus fournit une vaste bibliothèque d'essais prédéfinis basés sur les normes internationales, et peut également être utilisé pour mettre en place des essais de routine ou créer un essai multi-étapes. Il permet à l'opérateur de contrôler et de surveiller tous les aspects du système à partir d'une seule interface utilisateur intuitive. Cela garantit des essais rapides, fiables et puissants en plus d'un contrôle digital des caractéristiques d'analyse des données. NexygenPlus est fourni comme un forfait tout inclus complet sans nécessité de modules supplémentaires. Le forfait inclus :

• Une bibliothèque des normes complètes 
• Une série complète des essais configurés 
• Un système de capture vidéo et d'images fixes 
• Un utilitaire de sécurité et de piste d'audit 
• Des tendances et graphiques SPC
• Une installation personnalisée de l'interface utilisateur 
• Un utilitaire d'exportation des données pour la connexion aux forfaits LIMS et CPS

Pour les essais spécialisés, des assistants de création d'essai sont inclus pour les essais de tension et/ou compression, les essais de déchirure et de pelage, les essais de cycle, les essais de flexion, les essais de frottement et les essais configurables par l'utilisateur pour les essais multi-étapes. Le logiciel prend également en charge les cartes d'acquisition de données de National Instruments pour permettre une communication avec un équipement externe.

Résumé des machines d'essai des matériaux
Lloyd Instruments permet à une vaste gamme d'applications d'essai de matériaux d'être effectuée dans un large éventail d'industries. Ce faisant, ils peuvent être utilisés pour aider à :

• Développer des produits de classe mondiale à travers des essais de développement de produits étendue
• Contribuer à une fabrication rentable des produits à la meilleure qualité
• Démontrer la performance supérieure des produits
• S'assurer que le produit est fabriqué en conformité avec les normes internationales ou industrielles
• Vérifier les spécifications du fournisseur
• Fournir des résultats d'essai traçables