As máquinas de ensaio eletrodinâmicas da STEP Lab realizam ensaios DMA em amostras de todos os tamanhos, desde pequenas amostras de material até componentes, com frequências de até 1.000 Hz e um controle preciso da força e do deslocamento.
A DMA (Análise Mecânica Dinâmica) é um ensaio que caracteriza as propriedades de um material em função da temperatura, do tempo, da frequência, da solicitação e da atmosfera. Aproxima-se uma pequena deformação sinusoidal à amostra, sob controle de força ou de deslocamento, e mede-se sua resposta.
A partir da amplitude da resposta e do desfasamento, obtêm-se as grandezas características do ensaio:
Módulo de conservação (E’)
A parte elástica: a energia que o material devolve.
Módulo de perda (E’’)
A parte viscosa: a energia que o material dissipa.
Tan δ
A relação entre E” e E’. Indica o amortecimento.
Transição vítrea (Tg)
É identificado pelo pico de tan δ à medida que a temperatura varia.
Até 1.000 Hz em máquinas UHF.
Adequadas também para materiais rígidos e amostras de seção grande.
DMA, fadiga e outros ensaios dinâmicos.
100% elétrica. Ideal para laboratórios.
Máquina de altíssima frequência UHF
A STEP Lab oferece três famílias de máquinas eletrodinâmicas para ensaios DMA: UD, XUD e UHF. A escolha depende do material, da força e da frequência necessárias.
UD - Frequências de até 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 - Frequências de até 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 – Frequências de até 1.000 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 e amostra
Em que consiste um teste DMA?
Um ensaio DMA (Análise Mecânica Dinâmica) aplica à amostra uma pequena deformação, ou uma força, que oscila de forma sinusoidal, e mede sua resposta: a amplitude e o desfasamento entre a solicitação e a deformação. A partir desses dados, calculam-se o módulo de conservação, o módulo de perda e o tan δ. O ensaio é realizado variando-se a frequência, a temperatura ou a amplitude, enquanto a máquina controla a força e o deslocamento.
Que computador eu preciso para fazer um teste de DMA?
Depende da força, da frequência, do tamanho da amostra e da temperatura de teste. A STEP Lab oferece três famílias de máquinas eletrodinâmicas: UD, XUD e UHF. As UHF atingem 1.000 Hz, com forças de pico de 4,4 a 24,75 kN; as XUD, 600 Hz e 31,2 kN; e as UD, 250 Hz e 100 kN. Para os ensaios em temperatura, também é necessária uma câmara climática.
O que uma análise DMA mede e por que isso é importante?
Um ensaio DMA mede a rigidez do material (módulo de conservação E’), a energia que ele dissipa (módulo de perda E”) e o amortecimento (tan δ), além da temperatura de transição vítrea. Isso é importante porque mostra como o material se comporta em condições reais: como a rigidez varia com a temperatura e a frequência, em que medida ele amortece vibrações e ruídos e em que ponto ocorre a mudança de estado. Serve para selecionar e comparar materiais, projetar componentes como suportes e buchas e controlar a qualidade.
Quais são os tipos de testes DMA?
Existem três tipos principais de varredura. A varredura de frequência, a temperatura constante, mostra como os módulos variam com a frequência. A varredura de temperatura, a frequência fixa, identifica transições como a Tg. A varredura de amplitude verifica o limite de linearidade e fenômenos como o efeito Payne em borrachas carregadas. Somam-se a isso o teste de tempo, para envelhecimento ou reticulação, e as curvas-mestre, construídas combinando frequência e temperatura com a sobreposição tempo-temperatura.
Que modo de deformação devo usar para o DMA?
Depende do material, da forma da amostra e de como a peça será utilizada. O ensaio de tração é adequado para filmes, fibras e amostras finas. O ensaio de compressão é adequado para amostras cilíndricas, espumas e elastômeros. O corte é indicado para materiais mais macios: a norma ISO 6721-6 especifica módulos de conservação entre 0,1 e 50 MPa e recomenda a torção para materiais mais rígidos. A flexão (três pontos ou duplo cantiléver) é indicada para plásticos rígidos e compósitos. É recomendável escolher o método mais próximo do uso real, pois métodos diferentes podem fornecer resultados que não são diretamente comparáveis.
