Comment bien choisir sa machine d’essai universelle ?

La machine de traction universelle est un outil indispensable pour qualifier les matériaux et les produits. Elle s'utilise en laboratoire ou sur ligne de production pour effectuer de multiples tests mécaniques en traction ou en compression. Cela permet ainsi aux techniciens, ingénieurs et chercheurs de caractériser les propriétés des matériaux et produits testés. Ils peuvent par ce type d'essai déterminer par exemple la limite d'élasticité et le module de Young. Un produit de la consommation doit subir de nombreux tests mécaniques normalisés avant sa mise sur le marché. Les machines d'essais universelles permettent de réaliser la plupart de ces tests. Pour ce faire il convient de bien définir son cahier des charges en amont de la recherche de votre machine d'essai.

Définition du cahier des charges de sélection d'une machine de traction

Pour le choix entre une machine d'essai universelle Electromécanique ou Hydraulique, cf ici.

Les Normes ou Standards suivis pour vos essais

Si vous travaillez dans certaines industries comme l'automobile, l'aéronautique, le médical ou encore le bâtiment, il se peut que votre essai soit normalisé. Si ce n'est pas le cas il se peut que votre client vous demande de suivre une procédure bien spécifique pour vos essais. Il est donc primordial de connaitre à l'avance les normes et standards qui conditionneront vos essais. Ceux-ci peuvent avoir des préconisations, des exigences et des fonctions que certains bancs se seront peut être pas capable d'offrir. Il convient donc de bien vous renseigner sur les possibles normes ou procédures avant de vous lancer dans l’achat d’une machine de traction.

La nature et type de produit ou matériaux testé

Que ce soit un produit ou un matériau, le fait d'avoir un maximum d'information sur les échantillons testés est un avantage. Prenons l'exemple d'un élastomère, le fait de connaitre le pourcentage d'allongement permet de choisir un banc avec une hauteur adaptée. Pour le test d'un échantillon métallique par exemple, la connaissance de la matière et de la forme de l'échantillon permet d'adapter le choix des mors et des mâchoires.
Le test des produits peut nécessiter l'utilisation d'accessoires faits sur mesure. De plus si ces tests sont faits pour vérifier la qualité des produits fabriqués, ils peuvent être quotidiens et récurrents. Il conviendra donc de choisir une machine robuste avec une bonne qualité de conception et facile à entretenir.

Le sens de fonctionnement de la machine de traction compression

Le machines universelles disponibles sur le marché fonctionnent généralement en traction et en compression. Il est cependant important de connaitre le sens de sollicitation de vos échantillons : Traction, Compression ou les deux. Ce permettra de bien définir les accessoires de préhension et de s'assurer que l'espace de travail disponible est approprié. Une machine de test mono-colonne offrira une ouverture des 3 cotés mais sera limitée par le col de cygne (Accès coté traverse). Une Bi-colonne sera limitée des deux cotés ou se trouvent les vis d'entraînement mais l'espace de travail offert est généralement confortable.

La capacité de la machine de traction compression

Quelque soit la finalité des vos essais : validation d'un matériaux, test de la conformité d'un produit; vous aurez nécessairement une valeur de force. Cette valeur peut être théorique issue de calculs, que l'essai à pour but de valider. Ou alors cette valeur a été obtenue lors du développement produit et le but de l'essai est de s'assurer que le produit respecte ces critères. Les normes donnent des indications de valeurs de conformité à respecter. Prenons l'exemple des tests de sertissage de cosses électriques, des normes donnent des valeurs de tenue en force en fonction des sections de câble. L'idée ici est de connaître la force que doit développer la machine pour amener vos échantillons à la rupture. Cette force peut aller de quelques Newtons à plusieurs kN. Une grosse machine peut servir à faire des essais de faibles capacités à condition d'utiliser un capteur de force adapté. C'est pour cette raison que les capteurs de force sont interchangeables sur les UTM. Vous aurez ainsi le choix entre les petites machines de table mono-colonnes (1kN~5kN) et les bi-colonnes (haute capacité).

[caption id="attachment_3460" align="aligncenter" width="400"]                    Capteur de force traction-compression BLC.[/caption]

Vitesse de déplacement et mesure de la déformation

Certains essais nécessitent de très faibles vitesses de déplacement et d'autres des vitesses élevées. Selon les machines, les vitesses peuvent aller de quelques µm/min à plusieurs m/min. Il existe cependant une incertitude liée à la vitesse de déplacement des machines d'essai universelles. La précision de la vitesse est indiquée dans sur les fiches techniques. Il y’a plusieurs éléments mécaniques entre le système de mesure de déplacement interne au banc et l'échantillon testé. Il est parfois indispensable d'utiliser un extensomètre. Cet instrument vient se fixer directement sur l'échantillon pour en mesurer la déformation de façon plus précise. L’extensomètre vidéo permet de faire des mesures sans contact.

Type de pilotage, fonctionnalités et exploitation des données

Sur certaines machines basiques, un dynamomètre ou une console permettent le pilotage et la visualisation des paramètres mesurés. Avec ces machines, on peut visualiser la charge max, la distance de déplacement, la force et la distance au moment de la rupture. Elles sont une excellente solution économique d'entrée de gamme. Ces systèmes sont parfaits pour le contrôle de la qualité et l'inspection à la réception. Ils sont conçus pour répondre aux exigences de rapidité et d'efficacité de production à haut volume.

Avec un contrôle via PC, il est possible de construire et de gérer des essais plus complexes. En effet certains logiciels permettent de créer des méthodes d'essai complexes ou d'utiliser des modèles de test standard pour de multiples applications. Ils offrent aux ingénieurs et aux personnels de la qualité une solution simple et complète pour l'analyse des données d'essai. D'autres systèmes plus optimisés encore permettent la caractérisation des matériaux.

Les mors et les mâchoires de préhension

Ces accessoires essentiels se montent d'une part sur le capteur de force et de l'autre sur la traverse fixe de la machine d'essai.
Pour les essais en traction, l'échantillon ou l'éprouvette vient se fixer dans les mors, entre les mâchoires. Il est commun de rencontrer des éprouvettes en forme d'haltère. Cette forme permet d'assurer la rupture au niveau de la partie centrale calibrée et non au niveau dans les mâchoires. Le revêtement de surface et la forme des mâchoires doivent également être adaptés aux échantillons. Il existe des mors à serrage manuel, des mors autoserrants (pratiques pour les essais répétitifs), des mors pneumatiques et hydrauliques.
Pour les essais en compression, l'échantillon peut être disposé entre deux plaques de compression puis comprimé. De multiples accessoires spécifiques existent pour réaliser des tests dans le sens de la compression. Contrairement à la traction, il ne s'agit pas juste de pincer un échantillon ou une éprouvette et de tirer dessus. Ainsi l'essai de flexion 3 ou 4 points ou le test de la raideur d'un ressort demande à chaque fois un accessoire spécifique. Il convient donc de bien étudier la question en amont.

INSTRUMENTYS est à votre disposition pour vous accompagner dans le choix de votre machine de traction universelle et ses accessoires.