Os engenheiros de aplicação da MTS falam sobre as vantagens exclusivas do acionamento elétrico para aplicações de testes de baixa força.
P: Quais são alguns dos desafios ao usar o acionamento elétrico para testes?
R: O principal desafio com o acionamento elétrico é o controle. O acionamento elétrico não é uma tecnologia nova, mas levou algum tempo para que os sistemas de teste acionados eletricamente fossem capazes de lidar com as exigências precisas de força e movimento dos testes de materiais. O controle preciso é uma função do controlador e do software. Quanto melhor forem estes componentes, melhor será a capacidade de controlar os parâmetros e melhores serão os dados.
P: Quais aplicações de teste de materiais são mais adequadas para o acionamento elétrico?
R: Os sistemas de teste acionados eletricamente são particularmente adequados para testar materiais biomédicos, microeletrônicos e corpos de prova em pequena escala. Estes sistemas são otimizados para testes de baixa força e alta frequência com alta fidelidade, que é exatamente o que estas aplicações exigem
P: Quais vantagens o acionamento elétrico oferece em relação ao acionamento servo-hidráulico?
R: Uma das mais importantes é a falta de óleo. Não há óleo para descartar ou reciclar. Em testes biomédicos, por exemplo, um vazamento de óleo poderia contaminar o corpo de prova, o banho de solução salina ou a solução bovina. Agora você pode evitar totalmente essas questões. O acionamento elétrico também é muito silencioso e limpo. Com os sistemas de teste MTS Acumen®, não há mangueiras, bombas hardline ou hidráulicas, e os cabos estão todos embutidos dentro da estrutura de carga. Estes aspectos mais estéticos são importantes porque o laboratório de testes é frequentemente uma peça de exposição para cirurgiões visitantes, que tendem a apreciar um ambiente ordenado.
Para a microeletrônica, a maioria dos testes é feita em salas limpas, de modo que um sistema de teste mais simples e acionado eletricamente não só é mais fácil de configurar e manter, como também elimina possíveis contaminantes como névoa de óleo e resíduos. Estes sistemas economizam o custo e o incômodo da infraestrutura de instalações especiais, tais como resfriadores ou soluções para manutenção e descarte de óleo também.
P: Existem outras formas de melhorar o controle dos sistemas de teste Acumen?
R: Sim, estes sistemas podem lidar facilmente com frequências de até 100 Hz. O controlador do sistema de teste é o mesmo controlador que usamos com nossos sistemas de teste servo-hidráulico, portanto, ele será familiar para aqueles que já usam sistemas de teste MTS. Como usamos os mesmos métodos de controle PID, todos os algoritmos de controle de teste de materiais previamente desenvolvidos e comprovados estão disponíveis. Uma grande diferença com o acionamento elétrico é que nuances específicas do fluxo como o dimensionamento de servoválvulas, coletores e bombas não são mais problemáticas. Sem ter que se ajustar às considerações hidromecânicas, a capacidade total do sistema acionado eletricamente está disponível simplesmente ao controlar a corrente.
P: Como o ajuste automático afeta o processo?
R: O ajuste automático é outra forma de melhorar a precisão dos resultados dos testes. Materiais e testes biomédicos precisam atingir picos e vales de forma consistente para gerar dados de fadiga confiáveis. O recurso de ajuste automático nos sistemas de teste Acumen inclui três parâmetros - massa, rigidez e amortecimento - para ajudar a garantir o melhor controle possível e a resposta mais precisa das amostras. Este método de ajuste automático patenteado pela MTS examina todo o trem de carga em relação a todos os três parâmetros. Na prática, o engenheiro de testes não precisa conhecer a rigidez do corpo de prova para ajustar corretamente o sistema. E quando combinado com o controle de deslocamento estável como um estado inicial padrão, você pode rapidamente recuperar e reiniciar o teste após qualquer interrupção. É claro que você pode sempre ajustar o sistema manualmente, se preferir.
P: Você pode dar um exemplo de como esses recursos funcionam em uma aplicação real?
R: O controle preciso é importante quando o corpo de prova tem rigidez variável por projeto ou é inerentemente viscoelástico por natureza como polímeros, elastômeros e tecido biológico. Considere testar um implante protético com uma bexiga de borracha interior que é protegida por um amortecedor de parada forçada. Quando é comprimida pela primeira vez, o corpo de prova é macio e está em conformidade. Depois, quando você bate no amortecedor ele se torna muito rígido. A rigidez muda consideravelmente durante todo o teste, o que torna difícil avaliar se a bexiga foi fabricada corretamente. O controle preciso ajuda a desenvolver um perfil de teste que replica o desempenho real, para que você possa produzir dados de teste mais realistas.
Outro exemplo onde o controle preciso é necessário é quando você está executando varreduras de frequência até 100 Hz ou varreduras de temperatura de frio extremo a quente em aplicações de caracterização dinâmica (DMA). Durante estes tipos de testes o corpo de prova pode mudar de uma a duas ordens de grandeza em rigidez, portanto, é necessária precisão para se obter bons dados.
