Los ingenieros de aplicaciones de MTS hablan de las ventajas únicas que la actuación eléctrica aporta a las aplicaciones de prueba de baja fuerza.
P: ¿Cuáles son algunos de los retos al utilizar la actuación eléctrica para realizar pruebas?
R: El principal reto de la actuación eléctrica es el control. Laactuación eléctrica no es una tecnología nueva, pero ha llevado algún tiempo que los sistemas de prueba accionados eléctricamente sean capaces de manejar los requisitos precisos de fuerza y movimiento de las pruebas de materiales. El control preciso es una función del controlador y del software. Cuanto mejores sean estos componentes, mejor podrá controlar los parámetros y mejores serán los datos.
P: ¿Qué aplicaciones de prueba de materiales se adaptan mejor a la actuación eléctrica?
R:Los sistemas de prueba accionados eléctricamente son especialmente adecuados para ensayar materiales biomédicos, microelectrónica y probetas a pequeña escala. Estos sistemas están optimizados para pruebas a alta frecuencia y baja fuerza con alta fidelidad, que es exactamente lo que requieren estas aplicaciones.
P: ¿Qué ventajas ofrece la actuación eléctrica en comparación con la actuación servohidráulica?
R:Una de las más importantes es la falta de aceite. No hay aceite que desechar ni reciclar. Por ejemplo, en las pruebas biomédicas, una fuga de aceite podría contaminar la probeta, o el baño de solución salina, o la solución bovina. Ahora puede evitar esos problemas por completo. La actuación eléctrica también es muy silenciosa y limpia. Con los sistemas de prueba MTS Acumen®, no hay mangueras, bombas de línea rígida o hidráulicas y todos los cables están incrustados dentro del bastidor de carga. Estos aspectos más estéticos son importantes porque el laboratorio de pruebas suele ser una obra maestra para los cirujanos visitantes, que tienden a apreciar un entorno despejado.
Para la microelectrónica, la mayoría de las pruebas se realizan en salas blancas, por lo que un sistema de prueba más simple, enchufar y usar, accionado eléctricamente, no solo es más fácil de configurar y mantener, sino que también elimina contaminantes potenciales como neblina de aceite y residuos. Estos sistemas ahorran el costo y las molestias de la infraestructura de instalaciones especiales, como enfriadores o soluciones para el mantenimiento y también la eliminación del aceite.
P: ¿Hay otras formas en que los sistemas de prueba Aumen mejoran el control?
R: Sí, estos sistemas pueden manejar con facilidad frecuencias de hasta 100 Hz. El controlador del sistema de prueba es el mismo que utilizamos con nuestros sistemas de prueba servohidráulicos, por lo que resultará familiar a quienes ya utilizan los sistemas de prueba MTS. Como utilizamos los mismos métodos de control PID, todos los algoritmos de control de pruebas de materiales probados y desarrollados anteriormente están disponibles. Una gran diferencia con la actuación eléctrica es que los matices específicos del flujo como el tamaño de las servoválvulas, los colectores y las bombas ya no son problemáticos. Sin tener que ajustar las consideraciones hidromecánicas, la capacidad total del sistema accionado eléctricamente está disponible simplemente controlando la corriente.
P: ¿Cómo afecta el ajuste automático al proceso?
R: El ajuste automático es otra forma de mejorar la precisión de los resultados de las pruebas. Los materiales y las pruebas biomédicas deben alcanzar picos y valles de manera constante para generar datos de fatiga confiables. La función de ajuste automático en los sistemas de prueba Acumen incluye tres parámetros (masa, rigidez y amortiguación) para ayudar a garantizar el mejor control posible y la respuesta más precisa de la probeta. Este método de ajuste automático patentado por MTS analiza todo el tren de carga para los tres parámetros. En la práctica, el ingeniero de pruebas no necesita conocer la rigidez de la probeta para ajustar correctamente el sistema. Y cuando se combina con el control de desplazamiento estable como estado inicial predeterminado, puede recuperar y reiniciar rápidamente la prueba después de cualquier interrupción. Por supuesto, siempre puede ajustar el sistema manualmente si lo prefiere.
P: ¿Puede dar un ejemplo de cómo funcionan estas características en una aplicación real?
R: El control preciso es importante cuando la probeta tiene una rigidez variable por diseño o es inherentemente viscoelástica por naturaleza, como polímeros, elastómeros y tejido biológico. Considere la posibilidad de probar un implante protésico con una cámara interior de caucho protegida por un tope duro. Cuando se comprime por primera vez, la probeta es blanda y compatible. Luego, cuando golpea el tope, se vuelve muy rígido. La rigidez cambia considerablemente a lo largo de la prueba, lo que dificulta evaluar si la cámara se ha fabricado correctamente. El control preciso ayuda a desarrollar un perfil de prueba que replica el rendimiento real, para que pueda producir datos de prueba más realistas.
Otro ejemplo en el que se necesita un control preciso es cuando se realizan barridos de frecuencia a 100 Hz o barridos de temperatura de frío extremo a calor en aplicaciones de caracterización dinámica (DMA). Durante este tipo de pruebas, la probeta puede cambiar de 1 a 2 órdenes de magnitud en rigidez, por lo que se requiere precisión para lograr buenos datos.
