Salut! En tant que fournisseur de pièces d'usinage PPSU, on m'a souvent demandé comment détecter la contrainte interne de ces pièces. La contrainte interne dans les pièces PPSU moulues peut entraîner toutes sortes de problèmes, comme la déformation, la fissuration et les propriétés mécaniques réduites. Il est donc super important de trouver des moyens fiables de le détecter. Dans ce blog, je partagerai certaines méthodes que j'ai trouvées utiles au fil des ans.
1. Inspection visuelle
D'accord, commençons par la méthode la plus simple - inspection visuelle. Parfois, vous pouvez réellement voir des signes de stress interne simplement en regardant la pièce. Lorsque les pièces PPSU ont un stress interne élevé, ils pourraient montrer des déformations visibles. Par exemple, la pièce pourrait être légèrement déformée ou avoir des surfaces inégales. Vous pourriez également remarquer de petites fissures ou des folies à la surface, qui sont souvent des indicateurs de la concentration de contrainte.
Mais voici la chose, l'inspection visuelle a ses limites. Cela ne peut que vous donner une idée approximative, et il n'est pas très précis pour détecter la contrainte interne qui ne se manifeste pas à la surface. Cela ressemble plus à un chèque préliminaire pour voir s'il y a des problèmes évidents. Donc, bien que ce soit une bonne première étape, vous devrez probablement utiliser d'autres méthodes pour obtenir une compréhension plus détaillée.
2. Méthode de lumière polarisée
La méthode de lumière polarisée est un moyen assez cool de détecter la contrainte interne dans les pièces PPSU. Le PPSU est un matériau biréfringent, ce qui signifie que lorsqu'il est sous le stress, il change la façon dont la lumière le passe. Lorsque vous placez une partie PPSU entre deux filtres polarisants, la contrainte interne provoquera la division de la lumière en deux composants, créant un motif de franges colorées.
Ces franges peuvent vous en dire beaucoup sur la distribution de stress dans la partie. Plus les franges sont étroites, plus la contrainte est élevée. Vous pouvez utiliser une échelle calibrée pour mesurer l'ordre des franges, puis calculer l'amplitude des contraintes. Cette méthode est non destructrice, ce qui est un gros plus. Vous pouvez inspecter les pièces sans les endommager, et cela peut vous donner une bonne représentation visuelle de la distribution de contrainte.
Cependant, il nécessite un équipement spécialisé, comme les filtres polarisants et une source de lumière. De plus, l'interprétation des motifs de franges peut être un peu délicat, en particulier pour les géométries de pièces complexes. Vous pourriez avoir besoin d'une formation pour pouvoir analyser avec précision les résultats. Mais dans l'ensemble, c'est une méthode précieuse pour obtenir un aperçu de la contrainte dans vos pièces PPSU broyées.
3. Trou - Méthode de forage
La méthode du trou de forage est un moyen plus direct de mesurer la contrainte interne. Dans cette méthode, vous percez un petit trou dans la partie PPSU. Lorsque vous percez le trou, la contrainte autour du trou est soulagée, ce qui fait déformer légèrement le matériau. Vous pouvez utiliser des jauges de contrainte placées autour du trou pour mesurer cette déformation.
Sur la base des mesures de déformation, vous pouvez calculer la contrainte interne d'origine dans la pièce. Cette méthode peut vous donner une mesure quantitative de l'amplitude de la contrainte à un point spécifique de la partie. C'est relativement simple en principe et l'équipement requis n'est pas trop cher.
Mais l'inconvénient est que c'est une méthode destructrice. Le forage d'un trou dans la pièce signifie qu'il ne peut pas être utilisé à son objectif d'origine après le test. De plus, les résultats peuvent être affectés par des facteurs tels que le processus de forage lui-même, comme la vitesse de forage et la façon dont le trou est réalisé. Ainsi, vous devez être très prudent lorsque vous effectuez ce test pour assurer des résultats précis.
4. Tests ultrasoniques
Les tests à ultrasons sont une autre méthode non destructrice pour détecter le stress interne dans les pièces PPSU. Lorsque les ondes à ultrasons passent à travers un matériau, leur vitesse et leur atténuation sont affectées par le stress interne. Sous la contrainte, les propriétés élastiques du matériau changent, ce qui change à son tour la façon dont les ondes à ultrasons se propagent.
Vous pouvez utiliser un transducteur à ultrasons pour envoyer des ondes à ultrasons dans la partie PPSU, puis mesurer le temps nécessaire aux vagues pour voyager à travers la pièce et la quantité d'énergie qu'ils perdent. En comparant ces mesures avec un échantillon de référence libre de contrainte, vous pouvez calculer la contrainte interne.
Cette méthode peut détecter la contrainte interne au plus profond de la pièce, pas seulement à la surface. Il est également relativement rapide et peut être utilisé pour l'inspection en ligne pendant le processus de fabrication. Cependant, cela nécessite une bonne compréhension de la propagation des ondes ultrasoniques dans le PPSU, et les résultats peuvent être influencés par des facteurs comme la géométrie de la partie et la présence de défauts.
5. Diffraction X - Ray
La diffraction X - Ray est une méthode plus avancée pour détecter la contrainte interne dans les pièces PPSU. Lorsque les rayons x sont dirigés vers un matériau cristallin comme le PPSU, ils sont diffractés par le réseau atomique. La contrainte interne dans la partie entraînera un décalage des angles de diffraction.
En mesurant ces changements, vous pouvez calculer l'ampleur et la direction des contraintes. Cette méthode est très précise et peut fournir des informations détaillées sur l'état de contrainte au niveau microscopique. Il peut également être utilisé pour étudier la contrainte résiduelle dans la pièce après l'usinage.
Mais il a quelques inconvénients. Il nécessite un équipement coûteux, comme un diffractomètre X - Ray, et il peut être en temps de consommation de temps. De plus, la préparation des échantillons peut être assez complexe et vous devez avoir une bonne compréhension de la théorie de la diffraction des rayons x pour interpréter correctement les résultats.
6. Comparaison avec des pièces de référence
Une autre façon pratique de détecter le stress interne est de comparer les pièces PPSU broyées avec des pièces de référence qui ont des niveaux de stress connus. Vous pouvez utiliser des tests mécaniques, comme les tests de traction ou de flexion, sur les pièces de référence pour établir une relation entre les résultats des tests et la contrainte interne.
Ensuite, lorsque vous testez les nouvelles pièces, vous pouvez comparer leurs propriétés mécaniques avec les pièces de référence. Si les nouvelles pièces montrent un comportement mécanique différent, cela pourrait indiquer une différence de contrainte interne. Cette méthode est relativement simple et ne nécessite pas beaucoup d'équipements spécialisés. Vous pouvez utiliser des machines de test de base qui sont généralement disponibles dans un environnement de fabrication.
Cependant, ce n'est pas aussi précis que certaines des autres méthodes. Il existe de nombreux facteurs qui peuvent affecter les propriétés mécaniques des pièces, pas seulement la contrainte interne. Ainsi, bien qu'il puisse vous donner une estimation approximative, il est préférable de l'utiliser en combinaison avec d'autres méthodes pour une évaluation plus précise.
7. Analyse par éléments finis (FEA)
L'analyse par éléments finis (FEA) est une méthode basée sur l'ordinateur pour prédire la contrainte interne dans les pièces PPSU. Vous créez un modèle virtuel de la pièce à l'aide d'un programme CAO, puis entrez les propriétés des matériaux et les paramètres du processus d'usinage dans un logiciel FEA.
Le logiciel simulera ensuite le processus d'usinage et calculera la distribution des contraintes dans la pièce. Cette méthode peut vous donner une prédiction détaillée de l'état de contrainte avant que la pièce ne soit réellement usinée. Il peut vous aider à optimiser le processus d'usinage pour réduire le stress interne.
Mais FEA a ses limites. La précision des résultats dépend de la façon dont vous modélisez les propriétés des matériaux et le processus d'usinage. Si les données d'entrée ne sont pas exactes, les résultats peuvent être éteints. En outre, cela nécessite une certaine expertise technique pour configurer le modèle et interpréter les résultats.
Conclusion
Comme vous pouvez le voir, il existe plusieurs méthodes pour détecter la contrainte interne des pièces PPSU broyées, chacune avec ses propres avantages et inconvénients. Dans la plupart des cas, c'est une bonne idée d'utiliser une combinaison de méthodes pour obtenir une compréhension complète de l'état de stress.
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Références
- "Handbook Plastics Testing" par James F. Carley
- "Test non destructeur: un guide de formation" par Phil Evans
- "Analyse des éléments finis: théorie et application avec ANSYS" par Jaehong Kim
