Apparecchio per la prova di pelatura del tamburo a rulli (ASTM D3167)

Modello n. WTF-RD (acciaio inox)

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Fig. 1: Tamburo a rulli standard

Il Floating Roller Peel Test, o Roller Drum Peel Test, come viene talvolta chiamato, è stato standardizzato per la prima volta dall'ASTM nel 1973 (riferimento 1). Come indicato in tale norma, è utile per le prove di accettazione e di controllo del processo e può essere utilizzato come alternativa al metodo di prova della pelatura a tamburo ascendente (riferimento 2) quando tale attrezzatura non è disponibile. (L'attrezzatura per la prova di pelatura a tamburo ascendente è disponibile presso Wyoming Test Fixtures, Inc. come modello WTF-CD, ed è descritta sul sito web di Wyoming. Apparecchio per la prova di spellatura a tamburo rampante pagina di questo sito). Il test di spellatura con rullo è tuttavia più severo del test di spellatura con tamburo ascendente, poiché l'angolo di spellatura è maggiore.

La fotografia della Fig. 1 mostra due viste dell'attrezzatura completa. L'attrezzatura si collega alla testa a croce di una macchina per prove di trazione tramite il foro filettato UNC da 0,5" - 13 visibile nell'adattatore girevole. I due rulli di supporto del provino, del diametro di 1" e dotati di boccole in bronzo per ridurre al minimo l'attrito, si trovano nella parte inferiore.

Il provino standard del laminato è largo 0,5" e lungo almeno 10", compresa un'estensione di 2" dell'aderente flessibile a un'estremità, che è afferrata alla base della macchina di prova. Possono essere utilizzate anche altre larghezze di provini, fino alla capacità di larghezza di 1" dell'apparecchio. Il laminato consiste in un aderente flessibile incollato ad un aderente rigido. Mentre lo spessore richiesto di ogni aderente dipenderà dal tipo di materiale utilizzato, quando non sono specificati spessori, lo standard ASTM suggerisce 0,025" per l'aderente flessibile e 0,064" per l'aderente rigido. Il requisito critico, tuttavia, è che l'aderente rigido non si pieghi eccessivamente durante il test.

In genere viene fabbricato un pannello largo (lo standard ASTM suggerisce una larghezza di 3"), come indicato nel disegno qui sotto, da cui vengono tagliati i singoli campioni larghi 0,5". L'estensione di 2" dell'aderente flessibile viene poi piegata prima o mentre il provino viene inserito nell'attrezzatura nel modo indicato nella Fig. 2. Almeno 1" di questa estensione viene poi presa in una presa di trazione standard montata nella base della macchina di prova. La forza media per unità di larghezza del provino richiesta per staccare l'aderente flessibile dall'aderente rigido è la quantità misurata.

I dettagli sulla preparazione dei provini, sulla procedura di prova e sulla riduzione dei dati sono contenuti nella norma ASTM D3167, da cui sono stati tratti gli schizzi della Fig. 2. Ulteriori informazioni procedurali e discussioni utili sono presentate anche nella Referenza 3.

dispositivo di prova a rulli drumpeel_1

Fig. 2: Dettagli della fabbricazione del provino e dell'installazione da ASTM D3167.

L'attrezzatura standard ASTM accoglierà campioni fino a 1" di larghezza, con un'aderenza rigida fino a 0,3" di spessore e un'aderenza flessibile fino a 0,2" di spessore.

Se necessario, possono essere progettati e fabbricati dispositivi speciali per ospitare campioni più grandi e non standard. Un esempio è mostrato in Fig. 3. L'attrezzatura speciale sulla destra accoglierà campioni fino a 1,75" di larghezza.

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Fig. 3: Apparecchio per la prova di pelatura del tamburo a rulli di dimensioni standard a sinistra e apparecchio largo 1,75" a destra.

Un altro esempio di un apparecchio di dimensioni speciali è quello mostrato a sinistra nella Fig. 4, mentre un apparecchio di dimensioni standard è mostrato a destra. Questa attrezzatura speciale accoglierà campioni fino a 4" di larghezza. Ovviamente possiamo fabbricare attrezzature speciali di qualsiasi dimensione richiesta.

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Fig. 4: Apparecchio speciale largo 4" mostrato a sinistra con l'apparecchio standard a destra.

Una versione modificata dell'attrezzatura per la prova di pelatura con tamburo a rulli è stata sviluppata da Boeing, come presentato nel Boeing Specification Support Standard BSS 726 (riferimento 4). Sebbene sia stato titolato per l'uso nel test dei legami metallo-metallo, è usato anche per testare l'incollaggio tra laminati compositi. Il dispositivo è mostrato in Fig. 5.

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Fig. 5: Dispositivo modificato per la prova di spellatura a rullo (rullo flottante) (standard Boeing BSS 7206), una modifica della norma ASTM D3167.

Il cambiamento fondamentale rispetto all'attrezzatura standard ASTM è l'aggiunta di un rullo di supporto intermedio del diametro di 3/8" tra i due rulli principali del diametro di 1". Si noti anche che l'attrezzatura ha una faccia anteriore aperta, facilitando l'installazione del provino. Il provino standard è largo 1" e lungo 14", con 2" del provino ad una estremità non legata. La procedura di prova è essenzialmente la stessa del dispositivo standard ASTM.

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Fig. 6: Apparecchio per prove di pelatura a 90 gradi RD personalizzato (BS EN 1372) mostrato a sinistra con un apparecchio standard a destra.

Fonte di informazioni aggiuntive:

1) Standard ASTM D 3167-03 (2003; riapprovato 2004), "Floating Roller Peel Resistance of Adhesives", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (pubblicato per la prima volta nel 1973).

2) Standard ASTM D 1781-98 (1998; riapprovato 2004), "Climbing Drum Peel Test for Adhesives," American Society for Testing and Materials, West Conshohoken, Pennsylvania (pubblicato per la prima volta nel 1960).

3) T.J. Whitney e D.R. Askins, "Determinazione dello spessore minimo dell'aderente per i test adesivi su tamburo rampante e rullo galleggiante", relazione WL-TR-91-4086, Wright Lab, Wright Patterson AFB, Ohio, gennaio 1992.

4) Boeing Specification Support Standard BSS 7206, "Peel, Metal to Metal, Adhesive Bonded," The Boeing Company, Seattle, Washington, originariamente rilasciato nel settembre 1974, rivisto nell'aprile 1986.