Las máquinas de ensayo electrodinámicas de STEP Lab realizan ensayos DMA en probetas de cualquier tamaño, desde pequeñas muestras de material hasta componentes, con frecuencias de hasta 1000 Hz y un control preciso de la fuerza y el desplazamiento.
El DMA (análisis mecánico dinámico) es un ensayo que caracteriza las propiedades de un material en función de la temperatura, el tiempo, la frecuencia, la solicitación y la atmósfera. Se aplica a la probeta una pequeña deformación sinusoidal, en modo de control de fuerza o de desplazamiento, y se mide su respuesta.
A partir de la amplitud de la respuesta y del desfase se obtienen las magnitudes características del ensayo:
Módulo de conservación (E’)
La parte elástica: la energía que devuelve el material.
Módulo de pérdida (E’’)
La parte viscosa: la energía que disipa el material.
Tan δ
La relación entre E» y E’. Indica la amortiguación.
Transición vítrea (Tg)
Se identifica a partir del pico de tan δ al variar la temperatura.
Hasta 1000 Hz en los equipos de UHF.
También son adecuadas para materiales rígidos y probetas de gran sección.
DMA, fatiga y otros ensayos dinámicos.
100 % eléctrica. Ideal para laboratorios.
Máquina de muy alta frecuencia (UHF)
STEP Lab ofrece tres familias de máquinas electrodinámicas para ensayos DMA: UD, XUD y UHF. La elección depende del material, la fuerza y la frecuencia requeridas.
UD - Frecuencias de hasta 250 Hz
| UD SERIES | UNITS | UD01 | UD04 | UD08 | UD012 | UD025 | UD030 | UD050 | UD100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Max. Dynamic Force | kN | 0.70 | 4.00 | 8.00 | 12.00 | 25.00 | 30.00 | 50.00 | 100.00 |
| Max. Static Force | kN | 0.54 | 2.90 | 5.80 | 8.70 | 14.50 | 19.20 | 29.00 | 58.00 |
| Max. Test Speed | m/s | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 1.00 | 2.00 | 1.00 | 1.00 |
| Max. Test Frequency | Hz | 125* | 125* | 125* | 125* | 100 | 125* | 100 | 100 |
| Standard Stroke | mm | 80 | 250 | 250 | 250 | 130 | 100 | 130 | 130 |
| Cooling | Air | Air | Air | Air | Water closed circuit | Water closed circuit | Water closed circuit | Water closed circuit | |
| Working Temperature | °C | 5-30 | |||||||
| Facility Requirement | 3PH 400V | ||||||||
XUD - Frecuencias de hasta 600 Hz
| XUD SERIES | UNITS | XUD05 | XUD010 | XUD020 | XUD030 |
|---|---|---|---|---|---|
| Max. Peak Force | kN | 5.5 | 10.4 | 20.5 | 31.2 |
| Max. Dynamic Force | kN | 1.5 | 2.7 | 5.4 | 8.1 |
| Max. Static Force | kN | 1.0 | 2.1 | 4.2 | 6.3 |
| Max. Test Speed | m/s | 6.0 | |||
| Max. Speed at Peak Force | m/s | 4.0 | |||
| Max. Test Frequency | Hz | 600 | |||
| Standard Stroke | mm | 220 | |||
| Working Temperature | °C | 5-30 | |||
| Cooling | Air | ||||
| Facility Requirement | 3PH 400V | ||||
UHF: frecuencias de hasta 1000 Hz
| UHF Specs | UNITS | UHF04 | UHF010 | UHF020 | UHF025 |
|---|---|---|---|---|---|
| Max. Peak force | kN | 4.40 | 11.10 | 20.75 | 24.75 |
| Max. Dynamic force (Sinusoidal fatigue) | kN | 2.25 | 5.55 | 10.65 | 15.85 |
| Max. Static force | kN | 1.25 | 3.20 | 6.20 | 9.30 |
| Max. Test speed@Peak force | m/s | 5 | 5 | 2.7 | 2.7 |
| Max. Test frequency | Hz | 1000 | 1000 | 600 | 600 |
| Standard stroke | mm | 115 | 115 | 160 | 160 |
| Working temperature | °C | 5-30 | 5-30 | 5-30 | 5-30 |
| Cooling | - | Air | Air | Air | Air |
| Facility requirement | - | 3PH 400V | 3PH 400V | 3PH 400V | 3PH 400V |
| Standard | Materials | Mode / method | Quantity determined | Notes |
|---|---|---|---|---|
| ISO 6721-1 | Plastics | General principles | Definitions and principles shared by all parts of the series | Introductory part |
| ISO 6721-2 | Plastics | Torsion pendulum | Storage and loss components of the torsional modulus versus temperature | Low frequency |
| ISO 6721-3 | Plastics | Flexural vibration, resonance-curve method | Dynamic mechanical properties in flexure | Resonance method |
| ISO 6721-4 | Plastics | Tensile vibration, non-resonance method | Dynamic mechanical properties in tension | Forced vibration |
| ISO 6721-5 | Plastics | Flexural vibration, non-resonance method | Dynamic mechanical properties in flexure | Forced vibration |
| ISO 6721-6 | Plastics | Shear vibration, non-resonance method | Complex shear modulus G* | Typical frequencies from 0.01 to 100 Hz, storage moduli from 0.1 to 50 MPa |
| ISO 6721-7 | Plastics | Torsional vibration, non-resonance method | Dynamic mechanical properties in torsion | Better suited than shear mode for materials above 50 MPa |
| ISO 6721-11 | Plastics | Temperature scan | Glass transition temperature | Tg by DMA |
| ISO 6721-12 | Plastics | Compressive vibration, non-resonance method | Dynamic mechanical properties in compression | Forced vibration |
| ISO 4664-1 | Vulcanized and thermoplastic rubber | General guidance on free and forced vibration methods, for both materials and products | Dynamic properties (stiffness, damping) | Excludes rebound resilience and tests aimed mainly at fatiguing the rubber. 2022 edition |
| ISO 4664-2 | Vulcanized and thermoplastic rubber | Torsion pendulum at low frequencies | Shear modulus and mechanical damping | 0.1 to 10 Hz, very small strains |
| ASTM D4065 | Plastics | General practice for gathering and reporting DMA data | Elastic and loss moduli and transition temperatures versus temperature, frequency or time | 2020 edition |
| ASTM D4092 | Polymers | Terminology | Definitions of terms used in dynamic mechanical measurements | 2021 edition |
| ASTM D5023 | Plastics | Flexure, three-point bending | Dynamic mechanical properties | |
| ASTM D5418 | Plastics | Flexure, dual cantilever beam | Dynamic mechanical properties | |
| ASTM D5026 | Plastics | Tension | Dynamic mechanical properties | |
| ASTM D5279 | Plastics | Torsion | Dynamic mechanical properties | |
| ASTM D4440 | Plastics | Melt rheology | Dynamic mechanical properties of the melt | |
| ASTM E1640 | Amorphous and semi-crystalline materials | DMA | Locating the glass transition region and assigning Tg | For materials with a modulus from 0.5 MPa to 100 GPa. 2023 edition |
| ASTM D7028 | Polymer matrix composites | DMA | Glass transition temperature (DMA Tg) | |
| ASTM D5992 | Vulcanized rubber and rubber-like materials | Guide to vibratory methods: free resonant, forced resonant and forced non-resonant | Stiffness, damping and dynamic modulus | Also applicable to finished products |
| ASTM E1867 | DMA instruments | Calibration | Temperature calibration | 2022 edition |
| ASTM E2254 | DMA instruments | Calibration | Storage modulus calibration | 2024 edition |
| ASTM E2425 | DMA instruments | Verification | Loss modulus conformance | 2021 edition |
Por tipo de material y muestra
¿En qué consiste una prueba de DMA?
En un ensayo DMA (análisis mecánico dinámico) se aplica a la probeta una pequeña deformación —o una fuerza— que oscila de forma sinusoidal, y se mide su respuesta: la amplitud y el desfase entre la tensión y la deformación. A partir de estos datos se obtienen el módulo de conservación, el módulo de pérdida y tan δ. El ensayo se realiza variando la frecuencia, la temperatura o la amplitud, mientras que la máquina controla la fuerza y el desplazamiento.
¿Qué ordenador necesito para realizar una prueba DMA?
Depende de la fuerza, la frecuencia, el tamaño de la probeta y la temperatura de ensayo. STEP Lab ofrece tres gamas de máquinas electrodinámicas: UD, XUD y UHF. Las UHF alcanzan los 1000 Hz, con fuerzas máximas de entre 4,4 y 24,75 kN; las XUD, los 600 Hz y 31,2 kN; y las UD, los 250 Hz y 100 kN. Para los ensayos a temperatura también se necesita una cámara climática.
¿Qué mide una prueba DMA y por qué es importante?
Un ensayo DMA mide la rigidez del material (módulo de conservación E’), la energía que disipa (módulo de pérdida E») y la amortiguación (tan δ), además de la temperatura de transición vítrea. Es importante porque muestra cómo se comporta el material en condiciones reales: cómo varía la rigidez con la temperatura y la frecuencia, en qué medida amortigua las vibraciones y el ruido, y en qué punto cambia de estado. Sirve para seleccionar y comparar materiales, diseñar componentes como soportes y casquillos, y controlar la calidad.
¿Qué tipos de pruebas DMA existen?
Las principales son tres tipos de barrido. El barrido de frecuencia, a temperatura constante, muestra cómo varían los módulos en función de la frecuencia. El barrido de temperatura, a frecuencia fija, identifica transiciones como la Tg. El barrido de amplitud comprueba el límite de linealidad y fenómenos como el efecto Payne en los cauchos cargados. A ello se suman el ensayo en el tiempo, para el envejecimiento o la reticulación, y las curvas maestras, construidas combinando frecuencia y temperatura con la superposición tiempo-temperatura.
¿Qué modo de deformación debería utilizar para el DMA?
Depende del material, de la forma de la probeta y del comportamiento de la pieza. El ensayo de tracción es adecuado para películas, fibras y probetas delgadas. El ensayo de compresión, para probetas cilíndricas, espumas y elastómeros. El corte se utiliza para los materiales más blandos: la norma ISO 6721-6 indica módulos de conservación entre 0,1 y 50 MPa y recomienda la torsión para los materiales más rígidos. La flexión (de tres puntos o de doble voladizo) se utiliza para plásticos rígidos y compuestos. Es conveniente elegir el método más cercano al uso real, ya que los distintos métodos pueden dar resultados que no son directamente comparables.
