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El análisis mecánico dinámico (DMA, por sus siglas en inglés) mide las propiedades mecánicas de los materiales en función del tiempo, la temperatura y la frecuencia. Además de cuantificar las propiedades viscoelásticas de los materiales, los DMA y especialmente los instrumentos de DMA de alta fuerza pueden también cuantificar las características del componente y del producto terminado, lo que refleja la importante contribución del procesamiento al desempeño del producto final. Por lo común, el DMA se utiliza para medir las temperaturas de transición del vidrio y de sus transiciones secundarias, la orientación causada por el procesamiento, la cristalización fría, la optimización del curado, los efectos de relleno en compuestos y mucho más. El DMA proporciona una medición precisa del módulo elástico del material y de la rigidez del producto, además de otras propiedades mecánicas como la amortiguación, la fluencia y la relajación de tensiones. El DMA de alta fuerza extiende las poderosas técnicas del DMA a fuerzas más elevadas, a hornos de mayores dimensiones y a tamaños de muestra mayores para obtener la descripción viscoelástica de muestras que no deberían ser miniaturizadas, así como realizar mediciones de los componentes, de ensambles o de los productos terminados.

Un analizador mecánico dinámico es un instrumento mecánico que aplica un desplazamiento o una fuerza específicos a una muestra, y que cuantifica de manera muy precisa su respuesta de fuerza contra desplazamiento. Las mediciones de un DMA van más allá de simplemente cuantificar la magnitud de una fuerza dividida entre la magnitud de un desplazamiento: el DMA calcula de manera precisa las relaciones de fase entre las señales. Esto permite al instrumento de DMA cuantificar el componente elástico (de tipo resorte) contra el componente viscoso (de tipo fluido) de la respuesta de la muestra, lo cual es crucial para una descripción confiable y completa de propiedades viscoelásticas tales como el módulo de almacenamiento, el módulo de pérdida y la tangente delta. Estas propiedades viscoelásticas por lo general se evalúan en un rango de temperaturas mediante accesorios para hornear y enfriar, lo cual puede profundizar el conocimiento que se obtiene sobre las relaciones entre la estructura y las propiedades de los materiales y cómo se desempeñan estos a diferentes temperaturas de uso. Algunos métodos avanzados son los análisis de superposición de tiempo-temperatura (TSS, por sus siglas en inglés), los estudios de curado, los estudios de recuperación tras la fluencia y el análisis de relajación de tensiones.

La serie de DMA de altas fuerzas High-Force DMA de TA Instruments tiene capacidades de fuerza que van de los 500 N a los 15,000 N. Fortalecen la reputación y las capacidades de TA en el análisis dinámico mecánico y, con frecuencia, trabajan a la par de los instrumentos DMA 850 o RSA-G2 de menor fuerza. Con los muy poderosos y dinámicos motores lineales ElectroForce, ejecutan el demandante control de oscilación del DMA, además de ofrecer una capacidad ultraconfiable en las pruebas de fatiga. Estos instrumentos de High-Force DMA de altas fuerzas profundizan el conocimiento proporcionado por el DMA en cuanto a fuerzas más altas y mayores tamaños de muestra, lo cual proporciona información muy valiosa cuando los materiales no pueden ser miniaturizados, o para componentes o productos de mayor tamaño. Se dispone de un amplio rango de capacidades de instrumentos y opciones de control del ambiente para cubrir las necesidades de virtualmente cualquier requerimiento de aplicación.

Los siguientes instrumentos ElectroForce pueden ser configurados para realizar análisis dinámico mecánico, inclusive análisis de temperatura.

Modelo Fuerza máxima (N) Frecuencia Max del DMA (Hz) Rango de temperatura (C)
DMA 3200 LSO 500N 100Hz -150 to 315°C
DMA 3200 FCO 500N 100Hz -150 to 600°C
3300 3000N 75Hz -150 to 350°C
3510 7500N 40Hz -150 to 350°C
3550 15000N 35Hz -150 to 350°C

Los siguientes instrumentos ElectroForce pueden ser configurados para realizar análisis dinámico mecánico a temperatura ambiente o a 37 °C.

Modelo Fuerza máxima (N) Frecuencia Max del DMA (Hz) Rango de temperatura (C)
200N TestBench 200N 75Hz Ambient air or 37°C fluid
200N Planar Biaxial 200N 75Hz Ambient air or 37°C fluid
5500 200N 15Hz Ambient air or 37°C fluid

Estándares de prueba

  • ISO 4664 – Caucho, vulcanizado o termoplástico: Determinación de propiedades dinámicas
  • ISO 4666 – Caucho, vulcanizado: Determinación de la elevación de temperatura y de la resistencia a la fatiga en pruebas de flexómetro
  • ISO 6721 – Plásticos: — Determinación de propiedades dinámicas mecánicas
  • ASTM D623 – DMA de plásticos: Práctica Estándar para Plásticos: Propiedades Dinámicas Mecánicas: Determinación y Reporte de Procedimientos
  • ASTM D4065 – DMA de plásticos: Práctica Estándar para Plásticos: Propiedades Dinámicas Mecánicas: Determinación y Reporte de Procedimiento
  • ASTM D4473 – Práctica Estándar de las Pruebas de Plásticos: Propiedades Dinámicas Mecánicas: Comportamiento de Curado
  • ASTM D5023 – Pruebas DMA: Método Estándar de Pruebas para Medir las Propiedades Dinámicas Mecánicas: En Flexión (Doblamiento en Tres Puntos)
  • ASTM D5024 – Práctica Estándar de las Pruebas de Plásticos: Propiedades Dinámicas Mecánicas: En Compresión
  • ASTM D5026 – Práctica Estándar de las Pruebas de Plásticos: Propiedades Dinámicas Mecánicas: En Tensión
  • ASTM D5418 – Práctica Estándar de las Pruebas de Plásticos: Propiedades Dinámicas Mecánicas: En Flexión (Viga en Doble Voladizo)
  • ASTM D5992 – Prueba de Caucho: Guía Estándar para las Pruebas Dinámicas de Caucho Vulcanizado y Materiales de Tipo Caucho por Métodos Vibratorios
  • ASTM D7028 – Método Estándar de las Pruebas de Transición de Temperatura del Vidrio (DMA Tg, por sus siglas en inglés) de Compuestos de Matriz Polimérica por Análisis Dinámico Mecánico (DMA)
  • ASTM E1640 – Pruebas DMA: Método Estándar de Pruebas para la Asignación de Temperatura de Transición del Vidrio por Análisis Dinámico Mecánico
  • DIN 53513 – Determinación de las propiedades viscoelásticas de los elastómeros expuestos a vibración forzada a frecuencias no resonantes
  • DIN 53533 – Pruebas de elastómeros; prueba de generación de calor y vida útil durante la prueba de fatiga

Analizadores mecánicos dinámicos de alta fuerza

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