What is Material Testing: Un guide définitif

Les matières premières jouent un rôle essentiel dans la fabrication des composants. Il est donc très important de tester les matériaux avant de les utiliser dans vos projets.

L'importance des essais de matériaux ne peut être sous-estimée. Si vous souhaitez savoir ce que sont les essais de matériaux, comment ils fonctionnent et quels sont leurs types, le guide ci-dessous est fait pour vous. Alors, lisons.

Qu'est-ce que l'essai des matériaux ?

L'essai des matériaux est le processus qui mesure les propriétés des matériaux et leurs réactions lorsqu'ils sont soumis à certaines conditions. Les essais de matériaux permettent de déterminer la compatibilité des matériaux avec différentes applications.

Certaines entreprises disposent d'installations d'essai des matériaux où des experts qualifiés les testent à l'aide de différentes méthodes.

Comment fonctionne une machine d'essai des matériaux ?

Une machine d'essai des matériaux applique une force contrôlée sur l'échantillon de matériau afin d'en évaluer les propriétés mécaniques. Ces propriétés mécaniques comprennent l'élasticité, la forceet la déformation.

La machine d'essai utilise des systèmes mécaniques, hydrauliques et pneumatiques pour exercer des charges de compression et de traction. Les capteurs sont utilisés pour mesurer les forces appliquées, qui sont enregistrées, et la performance du matériau est évaluée.

Pourquoi les essais de matériaux sont-ils importants dans la fabrication ?

Les ingénieurs produits effectuent des essais de matériaux dans diverses industries. La collecte de toutes les informations pertinentes sur le produit lors de son développement permet d'en garantir la qualité. Cela permet de déterminer le matériau qui convient le mieux à un produit particulier en termes de conformité et de qualité.

Le processus d'essai des matériaux permet également de s'assurer qu'il est possible de travailler en toute sécurité avec le matériau, car certains matériaux sont inflammables et réactifs et peuvent présenter un risque. Les développeurs testent les matériaux de manière à ce que les caractéristiques des matériaux puissent être validées et que le matériau choisi réponde aux exigences d'une application.

13 Types d'essais de matériaux

Il existe différents types de méthodes d'essai des matériaux :

Essai de traction

L'essai de traction est une méthode d'essai des matériaux qui mesure la résistance du matériau. Il évalue la contrainte, la déformation et la déformation d'écoulement du matériau et applique des forces sur le matériau. Il utilise des matériaux tels que les composites, les métaux et les matériaux de construction. polymères. Il utilise une machine de traction électrique pour les essais ou une machine d'essai hydraulique, qui expose les matériaux à différentes forces.

Test de compression

Les essais de compression évaluent la réaction du matériau lorsqu'il est soumis à des charges de compression. L'essai mécanique consiste à soumettre le matériau à des charges qui conduisent à l'écrasement. La contrainte de compression est importante pour tester la ductilité et le module d'élasticité.

Essais de fatigue

Le essais de fatigue permet de déterminer la réaction du matériau lorsqu'il est soumis à une charge. Il s'agit de la charge moyenne, qui identifie la résistance à la fatigue en cas de rupture.

Essai de dureté

Des tests de dureté sont effectués sur le composant final pour vérifier sa dureté et la pression à laquelle il se brise.

Tests d'impact

L'essai d'impact mesure la force nécessaire à la rupture du matériau. Les deux essais, Izod et Charpy, sont réalisés pour identifier la force de rupture du matériau. Ces deux essais mesurent l'énergie nécessaire pour provoquer une fracture dans le matériau.

Essai de torsion

L'essai de torsion mesure la résistance du processus de torsion, ce qui permet d'évaluer la ductilité et la résistance au cisaillement. Le processus consiste à tordre le matériau. L'essai de torsion consiste à identifier les propriétés du matériau, comme le module d'élasticité, la résistance au cisaillement et la résistance à la torsion.

Essai de traction à grande vitesse

Le processus d'essai de traction à grande vitesse consiste en des conditions de chargement rapide qui déterminent les propriétés de traction de la matière première. L'essai de résistance à la traction à grande vitesse est utilisé pour tester des matériaux soumis à des impacts de charge élevés et à des déformations excessives.

Tests pour le formage de tôles

L'essai de formage de la tôle est un essai de formabilité de la tôle et de sa capacité à supporter des déformations sans se fissurer. L'essai d'emboutissage et le FLD sont les essais utilisés pour ce processus. Ils permettent d'évaluer la compatibilité du matériau avec l'emboutissage, le formage et le pliage.

Essais sur les élastomères

Les essais sur les élastomères permettent d'évaluer la capacité du composé élastomère à fonctionner efficacement. Il permet d'évaluer les performances des matériaux et des pièces finies afin de garantir leur fonctionnalité et leur qualité.

Essais électriques

Les essais électriques évaluent les caractéristiques électriques d'un matériau, ce qui permet d'évaluer la conductivité, la rigidité diélectrique et la résistivité du matériau. La conductance électrique d'un matériau est testée.

Essais thermiques

Les essais thermiques évaluent la réaction du matériau au changement de température, ce qui inclut la conductivité, la dilatation thermique et la dégradation. Ils permettent de mesurer la conduction de la chaleur.

L'essai thermique permet même de mesurer la chaleur qui peut provoquer l'élévation de la température dans le matériau afin d'évaluer sa dissipation thermique. Il évalue même la limite à laquelle le matériau se contracte et se dilate lorsqu'il est soumis à un changement de température.

Tests chimiques

Les essais chimiques consistent à tester l'échantillon de matériau pour certaines expositions chimiques. Ces tests évaluent la résistance de ces matériaux à certains produits chimiques. Il existe différents types d'essais chimiques, dont certains sont décrits ci-dessous :

• Les essais de corrosion acide évaluent la capacité des matériaux à résister aux produits chimiques acides.
• L'essai de corrosion alcaline évalue la résistance des matériaux aux environnements alcalins.
• Les essais de solvants organiques évaluent la réactivité des matériaux aux solvants organiques.

Essais destructifs et non destructifs

Lorsqu'un matériau est testé, les deux types d'essais sont les essais destructifs et les essais non destructifs.

Le contrôle destructif des matériaux consiste à prélever des échantillons du matériau et à les tester pour les évaluer dans certaines conditions. Ces tests altèrent la surface du matériau, qui n'est donc plus utilisable. Ils permettent d'analyser les caractéristiques des matériaux dans le cadre de la production et de la recherche.

Le contrôle non destructif des matériaux permet de tester la capacité d'un matériau à supporter une charge jusqu'à ce qu'il atteigne son point de rupture. Il ne détruit pas le matériau et se contente de vérifier s'il peut supporter une charge spécifique pendant une période plus longue.

Essais de matériaux et méthodes normalisées

Il existe différentes méthodes pour tester les matériaux :

Essai dynamique

L'essai dynamique de la charge a un impact sur la capacité de charge ; l'échantillon est soumis à une charge et un essai destructif est effectué. Il existe différents types d'essais dynamiques : les essais à grande vitesse, les essais de chute de poids et les essais d'impact avec pendule.

Essais statiques sur les matériaux

L'essai statique des matériaux est un essai de contact qui consiste à déterminer la résistance et le comportement à la déformation. Le composant est soumis à la compression, à la tension et à la torsion.

Essais cycliques sur les matériaux

Les cycles de charge récurrents dans les essais cycliques de matériaux consistent à charger l'échantillon de matériau, où la charge cyclique est appliquée à l'échantillon de matériau.

Méthodes standard

Les normes ISO, AMSE, BS et EN sont les normes utilisées pour tester les matériaux lors de leur utilisation dans la conception et la fabrication de la pièce.

Quels sont les matériaux pour lesquels je peux être testé ?

Il y a plusieurs choses qui peuvent être testées pour les matériaux, et ce sont les suivantes :

• Les propriétés mécaniques de dureté, de résistance à la traction, de résistance à la compression et de résistance à la flexion d'un matériau sont testées.
• Les propriétés physiques telles que la conductivité thermique, le point de fusion et la densité d'un matériau sont évaluées.
• Propriétés chimiques du matériau, comme la résistance à la corrosion et l'analyse de la composition.
• Les propriétés électriques telles que la rigidité diélectrique, la conductivité et la résistance aux intempéries doivent également être évaluées.

Comment documenter les données lors des essais de matériaux ?

Les données issues des essais de matériaux sont documentées sous la forme de rapports détaillés. Les rapports comprennent les conditions d'essai, les méthodes d'essai, les soumissions et les données brutes. Ces rapports détaillés sont très importants pour le contrôle de la qualité, la certification et la conformité réglementaire.

Applications des essais de matériaux

Les essais de matériaux ont plusieurs applications, qui sont présentées ci-dessous :

Industrie automobile

Les constructeurs automobiles utilisent des composants fabriqués avec des matériaux testés, de sorte que les composants des voitures, les pièces intérieures et les cadres de carrosserie sont fabriqués avec soin. Ces matériaux sont évalués pour garantir leur résistance à la fatigue, leur durabilité et leur résistance aux chocs.

Médical

Les matériaux utilisés dans le prototypage des dispositifs médicaux sont également testés pour leur biocompatibilité. La résistance et la durabilité de ces matériaux sont très importantes car ils sont utilisés pour les instruments chirurgicaux, les prothèses et les implants.

Aérospatiale

Les pièces des avions sont destinées à supporter de lourdes charges et sont donc soumises à des pressions élevées et à des variations de température. Ces matériaux sont testés pour les composants des avions, tels que les ailes, les fuselages et les vitres.

La construction

Les matériaux utilisés pour les projets de construction, comme l'asphalte, l'acier et les matériaux composites, doivent être testés. Les tests sont effectués pour vérifier s'ils peuvent résister à des contraintes élevées et si le matériau est conforme ou non aux normes de sécurité.

Industrie électronique

Les appareils électroniques tels que les téléphones mobiles et les ordinateurs portables sont testés pour leur durabilité, leur résistance à la chaleur, leur conductivité électrique et leur résistance à l'humidité.

Défis en matière d'essais de matériaux

Lorsqu'il s'agit de choisir un matériau et de tester sa pertinence pour certaines applications, il faut relever certains défis. Certains de ces défis sont les suivants :

• Les résultats de l'essai des matériaux peuvent s'avérer inexacts en raison d'un échantillon défectueux ou incohérent. Il est donc difficile de comparer les tests et il est nécessaire d'adhérer à la préparation des échantillons selon des protocoles standard afin d'obtenir une certaine cohérence.
• Certains facteurs environnementaux, tels que l'humidité, la température et la qualité de l'air, peuvent avoir une incidence sur les résultats des essais. Les propriétés des matériaux peuvent être affectées lorsqu'ils sont testés à des températures autres que celles qui font partie de leur norme. Il convient donc de maintenir des conditions environnementales favorables lors des essais.
• La collecte de données pour les essais de matériaux a nécessité des coûts et du temps. Dans certains cas, le temps et le budget peuvent être une préoccupation majeure, et par conséquent, les méthodes d'essai ne sont pas menées de manière appropriée.
• La sécurité est un élément crucial dans la réalisation d'essais sur les matériaux, sans pour autant compromettre la précision des essais. Certaines méthodes d'essai comportent des risques en présence de charges lourdes, de températures élevées et d'environnements corrosifs.
• L'équipement utilisé pour les tests peut présenter des erreurs, comme des erreurs d'étalonnage, qui donnent des mesures inexactes.

DEK propose une inspection unique pour vos projets d'usinage

Si vous souhaitez faire fabriquer de nouveaux composants et que vous êtes préoccupé par les essais de matériaux, DEK peut vous offrir des services d'inspection. Nous veillons à opter pour des méthodes polyvalentes et précises pour tester les matériaux de vos composants, afin de vous fournir les résultats appropriés.

Conclusion

Tout ce qui est expliqué dans le guide ci-dessus donne un aperçu détaillé des essais de matériaux et de leur rôle. En lisant ce guide, vous devez donc avoir une idée des différentes méthodes d'essai et de leurs aspects importants.