La prueba de desgarro de tejidos es una prueba de propiedad mecánica importante de los tejidos textiles. Es una prueba esencial, ya que indica la resistencia del tejido a un desgarro o a una fuerza iniciada previamente. En prendas deportivas y de alto rendimiento, donde el tejido se somete a un entorno de este tipo, esta prueba es crucial en I+D. En este artículo, aprenderá sobre la prueba de desgarro, su importancia y su procedimiento en el laboratorio textil.
Aunque la prueba de desgarro de Elmendorf parezca una simple prueba mecánica, en realidad proporciona información valiosa sobre la vida útil de cualquier material textil. Durante su uso, los tejidos suelen estar expuestos a tensiones localizadas, generalmente causadas por objetos punzantes, costuras, cierres o enganches accidentales. Una vez que se produce un pequeño corte o agujero, la resistencia del tejido se vuelve crucial. Los fabricantes deben someter sus tejidos a pruebas de resistencia al desgarro, no solo para el desarrollo del producto, sino también para el control de calidad, la composición del material y la evaluación de proveedores. Un valor de resistencia al desgarro constante garantiza que la prenda mantenga su integridad estructural durante toda su vida útil prevista.
Probador digital moderno ElmendortPrueba de lágrimas de Elmendorf
La resistencia al desgarro es un factor crucial al elegir telas para aplicaciones específicas, ya que puede afectar el rendimiento general y la vida útil de la prenda. Las pruebas de desgarro textil se utilizan para evaluar la resistencia de una tela al desgarro. Existen diferentes pruebas de desgarro, como la prueba de lengüeta, la prueba de Elmendorf, la prueba de desgarro de ala y la prueba de desgarro trapezoidal. La resistencia al desgarro de diversas telas bajo diferentes condiciones ambientales se mide mediante las pruebas mencionadas.
El ensayo de desgarro de Elmendorf es un método rápido, fiable y fácil de usar. En este método, se coloca una muestra con un corte central entre dos pinzas. La muestra se desgarra con una fuerza predeterminada y la escala del probador registra la fuerza de resistencia al desgarro. El resultado del ensayo depende de la capacidad del péndulo y de la fuerza de desgarro.
Alcance de la prueba de desgarro de Elmendorf en diversas industrias
La prueba de desgarro de Elmendorf se utiliza ampliamente en la industria del papel, el plástico y las láminas. También se emplea extensamente en la industria textil para tejidos y materiales de alta elongación. Es fundamental que los profesionales de estas industrias conozcan la prueba de desgarro de Elmendorf, ya que revela detalles clave sobre cómo responde un material bajo tensión y si es adecuado para una aplicación determinada.
Esta prueba es ampliamente aceptada debido a su procedimiento simple, rápido y altamente preciso. En ella, se inicia un corte previo y se registra la fuerza necesaria para propagar el desgarro en un material. Esto se logra calculando el valor de resistencia al desgarro, el cual se obtiene al monitorear la energía absorbida por el material durante el proceso. El probador de desgarro Elmendorf es un dispositivo especializado que se utiliza para realizar pruebas de desgarro. Consiste en un péndulo que oscila a través de una muestra del material de prueba con un corte previo. La prueba de desgarro Elmendorf mide la fuerza necesaria para propagar el desgarro una vez iniciado el corte, proporcionando información importante sobre la estructura del material y su aplicabilidad para usos específicos.
La prueba de desgarro de Elmendorf también se utiliza durante la investigación y el desarrollo, cuando los ingenieros textiles comparan los diferentes puntos de la tela, como el título del hilo, la construcción del tejido, las mezclas de fibras y los procesos de acabado durante el procesamiento en húmedo. Pequeñas modificaciones de diseño pueden mejorar significativamente la resistencia al desgarro, lo que permite a los fabricantes optimizar el rendimiento de la tela antes de que comience la producción a gran escala. Esta prueba también ayuda a los departamentos de control de calidad a supervisar la consistencia de la producción e identificar reducciones inesperadas en la resistencia de la tela causadas por cambios en las materias primas o las condiciones de procesamiento.
Métodos de prueba de desgarro de Elmendorf
La prueba de desgarro de Elmendorf es utilizada a nivel mundial por la norma ASTM D1424 (Método de prueba estándar para la resistencia al desgarro de tejidos mediante un aparato de péndulo descendente tipo Elmendorf) y la norma ISO 1974 (Determinación de la resistencia al desgarro mediante el método de Elmendorf).
Para obtener resultados de prueba fiables, el laboratorio debe analizar la muestra en condiciones ambientales idénticas utilizando un instrumento calibrado de medición de temperatura y humedad, y cualquier lectura anormal debe investigarse antes de calcular el promedio para garantizar resultados de prueba precisos y repetibles.
ASTM D1424
A continuación se presenta un procedimiento completo para realizar la prueba ASTM D1424 en un laboratorio de pruebas de telas.
Preparación de la muestra
- Tome 1 m de tela a lo largo de la dirección de la máquina. Al tomar muestras de tela tejida, tenga cuidado de alinear los hilos que corren paralelos al troquel en una dirección corta. Esto ayudará a que el desgarro se propague entre los hilos en lugar de a través de ellos cuando se realiza el corte.
- Con la ayuda de un troquel, corta una muestra de 100 x 75 mm con una ranura estrecha de 12 mm en el centro. Haz 5 muestras de diferentes zonas de la tela.
Procedimiento de prueba
Acondicione la muestra según lo indicado en ASTM D1776, es decir, una temperatura de 21 ± 1 °C con una humedad relativa de 65 ± 2 durante 4 horas.
Utilice el cuchillo incorporado o corte manualmente una muestra de 20 mm del borde inferior. Asegúrese de que la tela restante tenga 43 mm de longitud para que el probador pueda rasgarla.
muestra de prueba listaColoque el lado paralelo de la muestra en la pinza. El borde superior debe quedar paralelo a la parte superior de la pinza y el borde inferior contra los topes. La ranura de la muestra debe estar centrada.
La muestra se fija en el probador.Después de cerrar las abrazaderas, sujete la muestra a ambas abrazaderas con la misma fuerza. Será más fácil para el probador romperla si la muestra se encuentra libremente con su parte superior orientada hacia el péndulo.
Bajar el péndulo hacia abajo. Mantenerlo así hasta que se termine el desgarro en la muestra y el péndulo haya completado su movimiento hacia adelante.
Registre la lectura de la fuerza de desgarro en la escala.
El promedio o la media de la resistencia al desgarro solo debe calcularse después de confirmar que todas las muestras se probaron bajo las mismas condiciones de prueba. Si una lectura difiere significativamente de los resultados restantes debido a un error de prueba evidente o a un defecto en la muestra, un profesional de laboratorio debe investigar la causa antes de informar los resultados promedio finales. Mantener una preparación consistente de las muestras, una calibración adecuada del equipo de prueba y condiciones ambientales estandarizadas mejora la repetibilidad y la reproducibilidad de los resultados de las pruebas en diferentes laboratorios de todo el mundo.
Resistencia a la tracción y al desgarro: una breve descripción general
Al elegir telas para usos específicos, como ropa de trabajo, ropa deportiva o de alto rendimiento, el rendimiento y la durabilidad son factores cruciales a considerar. La resistencia al desgarro y a la tracción ayudan a evaluar la durabilidad y la calidad de las telas. La resistencia a la tracción es la fuerza máxima que una tela puede soportar sin romperse. La resistencia al desgarro, por otro lado, determina la cantidad de fuerza necesaria para propagar un desgarro en la tela en una dirección determinada. Ambas resistencias dependen del material del hilo, la construcción de la tela, el grosor de la tela y los acabados aplicados. Tanto la resistencia al desgarro como la resistencia a la tracción tienen diferentes normas ISO y ASTM para su medición.
ISO 13934,
Este método se utiliza para medir la resistencia a la tracción de los tejidos. Consta de 2 partes
ISO-13934 1
Determinación de la fuerza máxima y elongación a la fuerza máxima utilizando el método de tira
Este método se utiliza principalmente para tejidos de punto. No se deben realizar pruebas con tejidos con gran elasticidad.
ISO-13934 2
Determinación de la fuerza máxima mediante el método de agarre.
Ambos estándares necesitan máquinas de tipo CRE (tasa constante de extensión) para realizar pruebas.
En el método de tiras, se corta un trozo de tela con un ancho y largo predeterminados. Los extremos de la muestra se sujetan con las mordazas de una máquina de ensayo de tracción . A continuación, la máquina aplica fuerza a la tira de tela hasta que se rompe, y se registra la fuerza aplicada.
En el método de sujeción por agarre, se sujeta una muestra de tela de mayor tamaño entre las mordazas de la máquina de ensayo de tracción. La tela se sujeta de forma que solo se analiza una pequeña área.
El método de tiras es preferible porque reduce la posibilidad de deslizamiento o una distribución desigual de la fuerza. Sin embargo, es más laborioso que el método de agarre y requiere más material. Esto se debe a que es necesario cortar y comprobar varias tiras para obtener un resultado preciso. En comparación con el método de tiras, el método de agarre es más rápido, pero menos preciso. Los resultados de la prueba pueden verse afectados si las pinzas provocan que la tela se deslice o se estire.
A pesar de estas diferencias, ambos métodos son aceptados y utilizados globalmente. Los resultados obtenidos por un método no deben compararse con los de otros métodos.
Análisis de Elementos Finitos
El método de elementos finitos (MEF) es un enfoque computacional utilizado en el análisis de elementos finitos (AEF) para simular fenómenos físicos bajo condiciones específicas. Mediante software de AEF, el usuario puede modificar parámetros durante el proceso de diseño y minimizar la necesidad de prototipos y ensayos físicos. Esto se traduce en un desarrollo de productos más rápido, eficiente y rentable, con un profundo conocimiento del proceso.
Actualmente, los fabricantes de telas utilizan el análisis de elementos finitos (FEA) para simular la prueba de desgarro de Elmendorf. Esto les permite probar la tela sin necesidad de producirla. Los tejidos tienen diferentes estándares para medir la resistencia al desgarro. En el FEA, estos estándares se introducen en un software de elementos finitos según el tipo de hilo, la resistencia del hilo, el tipo de tejido, el número de entrelazados, los hilos por pulgada y el gramaje (GSM), entre otros. Se evalúan varios parámetros en tiempo real, al igual que en la prueba de desgarro de Elmendorf.
Énfasis en la precisión y el papel de las tecnologías en evolución para mejorar la precisión de las pruebas
Los probadores de desgarro digitales representan uno de los mayores avances en la tecnología de prueba de resistencia al desgarro de Elmendorf. Estos modernos dispositivos miden la fuerza necesaria para rasgar una muestra de tela mediante sensores y algoritmos digitales. En comparación con los métodos mecánicos utilizados en versiones anteriores, los sensores digitales son mucho más sensibles y precisos, lo que aumenta significativamente la precisión de la medición. Los probadores de desgarro digitales también son más eficaces para almacenar y analizar datos, lo que ayuda a los fabricantes a controlar y comparar la resistencia al desgarro de diversos textiles.
Técnicas comunes de resolución de problemas
La calibración rutinaria y adecuada del instrumento de ensayo, la inspección de la cuchilla instalada y la sujeción correcta durante el ensayo son muy importantes para una medición precisa de la resistencia, y el mantenimiento preventivo minimiza los errores de ensayo y ayuda a los laboratorios a cumplir con los sistemas de gestión de calidad nacionales e internacionales.
Aunque la prueba de Elmendorf es fácil de realizar, el operador puede cometer errores. A continuación se describen algunos errores comunes y sus soluciones.
- Tamaño de muestra inadecuado
Es un error común que puede comprometer los resultados de la prueba. Un cambio en el tamaño de la muestra o un precorte incorrecto pueden reducir la precisión. Siempre corte las muestras utilizando una plantilla y una cuchilla afilada, y asegúrese de que la muesca no tenga bordes deshilachados.
- Condiciones de prueba
Realice siempre las pruebas en condiciones ambientales estándar, como se describe en ASTM D1776. Los cambios en las condiciones de prueba pueden alterar las propiedades de la muestra y provocar variaciones en los resultados.
- Operador calificado
Una prueba realizada por un operador no calificado puede tener errores en la preparación de la muestra y en el procedimiento de prueba.
Conclusión
Desde la perspectiva del laboratorio textil, la resistencia al desgarro nunca debe evaluarse como una propiedad simple e independiente, sino que siempre debe interpretarse junto con otras pruebas, como la resistencia a la tracción, la resistencia a la abrasión, la resistencia al estallido, la resistencia de las costuras y la confección del tejido, para obtener una comprensión completa de la durabilidad del producto. Al combinar múltiples pruebas mecánicas, los fabricantes pueden seleccionar materiales adecuados para diferentes usos finales, reduciendo así el riesgo de quejas de los clientes y fallos en el producto. Este enfoque de evaluación integral es ampliamente adoptado por los laboratorios de ensayo textil modernos y los fabricantes internacionales de prendas de vestir.
Preguntas Frecuentes
¿Por qué se utiliza la prueba del desgarro?
Los tejidos utilizados en la ropa deportiva, en particular, requieren una mayor resistencia al desgarro que los tejidos convencionales. Por lo tanto, es necesario seleccionar materiales adecuados con alta resistencia al desgarro para su confección. En consecuencia, se requieren pruebas de resistencia al desgarro antes de fabricar las prendas.
¿Por qué se utiliza la prueba de desgarro de Elmendorf?
La prueba de Elmendorf es preferible por su sencillez y la simple preparación de la muestra. Es fácil de usar y permite analizar diversos materiales, como telas, papeles, cartón y sábanas. Además, tiene bajos costos operativos y proporciona resultados rápidos.
¿El test de Elmendorf es aplicable sólo en textiles?
No, esta prueba es versátil y puede utilizarse para analizar diversos tejidos, incluidos los no tejidos, los de punto y los tejidos planos. También se utiliza ampliamente en la industria del papel y el cartón.
¿Cuál es la unidad de medida de la prueba de desgarro de Elmendorf?
Generalmente se expresa en gramos-fuerza (gf), libras-fuerza (lbf) y milinewtons (mN).
¿Cuál es la diferencia entre ASTM D1424 e ISO 13934?
La norma ASTM D1424 se utiliza para determinar la resistencia al desgarro, mientras que la norma ISO 13934 especifica la resistencia a la tracción del tejido.
¿Cuál es la diferencia entre la resistencia a la tracción y la resistencia al desgarro de la tela?
Ambas son características importantes de los tejidos en industrias específicas, especialmente en el ámbito deportivo. La resistencia a la tracción es la capacidad de un tejido para soportar la tensión o el estiramiento provocado por una fuerza externa, mientras que la resistencia al desgarro se refiere a la resistencia del tejido cuando se produce un desgarro.
¿Cuál es la unidad de medida de la resistencia a la tracción?
Como también se trata de una fuerza, utiliza las mismas unidades que la resistencia al desgarro, es decir, gramos-fuerza (gf) y libras-fuerza (lbf).
Recursos relacionados
Diferencia entre resistencia al desgarro y resistencia a la tracción