DIN 53295 Ensayo de estructuras sándwich - Ensayo de pelado con asistencia de tambor

DIN 53295 Ensayo de estructuras sándwich - Ensayo de pelado con asistencia de tambor

La norma “DIN 53295 Ensayo de estructuras sándwich - Ensayo de pelado con tambor”, publicada por el Instituto Alemán de Normalización (DIN), describe un método de ensayo para determinar la resistencia al pelado de las uniones adhesivas en estructuras sándwich. Estas estructuras suelen constar de dos capas superficiales delgadas y rígidas (por ejemplo, de aluminio o materiales compuestos) unidas a un núcleo ligero (por ejemplo, de nido de abeja, espuma o madera de balsa). Estos materiales se utilizan ampliamente en la industria aeroespacial, automotriz, ferroviaria, de paneles de construcción y otras industrias donde se requieren altas relaciones resistencia-peso.

DIN 53295 Ensayo de estructuras sándwich - Ensayo de pelado con asistencia de tambor

Esta norma se centra en evaluar la capacidad del adhesivo para mantener la capa superficial unida al núcleo bajo fuerzas de despegue. Una adhesión deficiente puede provocar la delaminación, un modo de fallo crítico en los paneles sándwich. La prueba proporciona una medida cuantitativa de la calidad de la unión, expresada normalmente como momento de despegue (par por unidad de ancho) o fuerza de despegue promedio.

Este método utiliza un dispositivo especial conocido como tambor trepador (o aparato de pelado de tambor). El principio de funcionamiento de la prueba es el siguiente:

  • Preparación de la muestra: Se prepara una muestra rectangular tipo sándwich (las dimensiones típicas son aproximadamente 75 mm de ancho x 300 mm de largo, pero las dimensiones exactas se definen en la norma). Se recorta o afloja parcialmente una capa superficial en un extremo para asegurar la adhesión.
  • Configuración: La muestra se coloca de manera que la capa superficial suelta se enrolle y comprima alrededor del centro de un tambor cilíndrico. El tambor cuenta con bridas o placas terminales para guiar el enrollado. Se colocan correas o bandas de carga flexibles debajo del soporte del tambor y se conectan al cabezal inferior de una máquina de ensayo universal.
  • Procedimiento: El otro extremo de la muestra (que aún permanece unido) se sujeta desde arriba. A medida que las correas de la máquina de ensayo tiran hacia arriba, el tambor gira y asciende a lo largo de la muestra. Este proceso separa la capa superficial del núcleo de forma controlada, simulando una operación de pelado de 180 grados con carga de momento en lugar de tensión pura.
  • Medición: Se registra continuamente la fuerza necesaria para despegar la capa superficial. El resultado básico suele ser el momento de despegue promedio sobre una longitud de despegue definida, calculado a partir del par generado por la fuerza aplicada y el radio del tambor. El método del tambor ascendente presenta ventajas, ya que aplica un ángulo de despegue relativamente constante y reduce el efecto de la rigidez a la flexión de la capa superficial en comparación con las pruebas de despegue planares más sencillas.

La norma DIN 53295 está estrechamente relacionada con otras normas internacionales, y a menudo se cita junto con ellas, para la misma prueba de pelado en tambor ascendente o una similar:

  • EN 2243-3 Serie de aviación - Adhesivos estructurales - Métodos de ensayo - Parte 3: Ensayo de pelado en tambor ascendente
  • Método de ensayo de pelado en tambor ascendente ASTM D1781 para adhesivos

Muchos sistemas de prueba modernos están diseñados para cumplir con los tres estándares simultáneamente.

La norma DIN 53295 sigue siendo objeto de numerosas referencias en los últimos años en las especificaciones de equipos de ensayo, artículos de investigación (por ejemplo, sobre núcleos de espuma de aluminio o estructuras sándwich reforzadas) y aplicaciones industriales.

En resumen, la norma DIN 53295 se basa en la medición de la fuerza necesaria para despegar la capa de recubrimiento del núcleo a un ángulo y velocidad específicos.

Una estructura tipo sándwich generalmente consta de tres capas:

  • Recubrimiento superior: Lámina de metal, material compuesto o plástico.
  • Núcleo: El núcleo puede ser de estructura alveolar, espuma o relleno ligero.
  • Capa base: Proporciona resistencia a la flexión junto con la capa superior.

Esta estructura ofrece la ventaja de una alta rigidez y un peso reducido en aplicaciones aeroespaciales, automotrices, de la construcción y navales.

La norma DIN 53295 se utiliza para evaluar las siguientes características:

  • resistencia de adhesión entre el recubrimiento y el núcleo
  • Rendimiento adhesivo
  • Calidad de producción
  • Resistencia a la delaminación

Es particularmente importante en el control de calidad y en las actividades de investigación y desarrollo.

El proceso de prueba sigue esencialmente estos pasos:

  • La capa de recubrimiento se prepara de manera que un extremo quede separado del núcleo.
  • La muestra se coloca en la máquina de análisis y extracción de muestras.
  • La capa de recubrimiento se suele retirar en un ángulo de 90 grados.
  • La fuerza de tracción se aplica a velocidad constante.
  • Se mide la fuerza necesaria durante el proceso de pelado.

El resultado se suele expresar como: Resistencia al despegue = Fuerza / Ancho de la muestra.

La norma suele especificar las siguientes características de la muestra:

  • Una muestra de un ancho específico (por ejemplo, 25 mm)
  • Longitud de pelado definida
  • Velocidad de prueba controlada
  • Condiciones ambientales (temperatura y humedad)

Tras la prueba se informa de la siguiente información:

  • Fuerza de desprendimiento promedio
  • Fuerza máxima
  • Tipo de fractura:
  • Ruptura de la adhesión
  • Ruptura cohesiva
  • Ruptura nuclear

El tipo de fractura es fundamental para determinar si se debe a un defecto de fabricación o a una debilidad del material.

La norma DIN 53295 se utiliza particularmente en las siguientes áreas:

  • Paneles de aviación
  • Elementos constructivos ligeros con revestimiento compuesto.
  • Paneles de nido de abeja de aluminio pegados
  • Piezas de revestimiento interior para automóviles

La norma DIN 53295 se considera importante por las siguientes razones:

  • Mejora la fiabilidad del producto.
  • Ayuda a predecir el rendimiento a largo plazo.
  • Esto permite comparar los resultados de diferentes fabricantes.
  • Constituye la base de los requisitos de calidad internacionales.

Durante muchos años, nuestra organización, con su personal competente y experimentado, ha comprendido las necesidades de sus clientes, brindándoles los servicios de pruebas avanzadas que requieren y asistiéndolos en el establecimiento, implementación y mejora de sistemas de gestión. En este marco, también ofrecemos servicios de pruebas conforme a la norma DIN 53295.

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