Le prove di compressione sono uno dei tipi fondamentali di test meccanici, insieme ai test di trazione e di flessione.  Le prove di compressione sono utilizzate per determinare il comportamento di un materiale sotto carichi di schiacciamento applicati e sono tipicamente condotte applicando una pressione di compressione a un campione di test (di solito di una geometria cuboide o cilindrica) utilizzando piastre o dispositivi specializzati su una macchina di test universale. Durante il test, varie proprietà del materiale sono calcolate e tracciate come un diagramma stress-deformazione che è usato per determinare qualità come limite elastico, limite proporzionale, punto di snervamento, resistenza allo snervamento, e, per alcuni materiali, resistenza alla compressione.

Perché eseguire una prova di compressione?

Le prove di compressione permettono ai produttori di valutare l’integrità e la sicurezza di materiali, componenti e prodotti durante diverse fasi del processo di produzione. Affinché un materiale possa essere selezionato per una nuova applicazione o un nuovo prodotto, deve dimostrare di poter resistere a qualsiasi forza meccanica che incontrerà nella sua applicazione finale. Le potenziali applicazioni possono variare dal test di resistenza del parabrezza di un’auto al test di resistenza delle travi di cemento usate nell’edilizia. La schiuma utilizzata nei sedili deve essere confortevole per l’utente, mentre i dispositivi per la somministrazione dei farmaci devono essere facili da implementare per i medici. Inoltre i materiali e i prodotti possono essere esposti a forze meccaniche per brevi o lunghi periodi di tempo, attraverso un uso ciclico o ripetuto e in un’ampia varietà di diverse condizioni di temperatura e ambientali. Le imbottiture dei sedili sono progettate per durare a lungo, mentre gli pneumatici per autoveicoli  devono mantenere la loro elasticità in tutti i tipi di condizioni atmosferiche. I materiali che mostrano un’alta resistenza alla trazione tendono a (ma non sempre!) mostrare una bassa resistenza alla compressione. Allo stesso modo, i materiali ad alta resistenza alla compressione tendono a mostrare una bassa resistenza alla trazione. Pertanto, la prova di compressione è spesso utilizzata su materiali fragili come il calcestruzzo, i metalli, la plastica, la ceramica, i compositi e i materiali ondulati come il cartone. Questi materiali sono spesso utilizzati in una capacità portante dove la loro integrità sotto le forze di compressione è critica. 

A differenza delle prove di trazione, che di solito sono condotte per determinare le proprietà di trazione di un materiale specifico, le prove di compressione sono spesso eseguite su prodotti finiti. Oggetti comuni come palle da tennis, palle da golf, bottiglie d’acqua, custodie protettive, tubi di plastica e mobili sono tutti esempi di prodotti che devono essere valutati per la loro resistenza alla compressione. Per esempio, un ingegnere potrebbe voler conservare la plastica creando bottiglie d’acqua con pareti più sottili, ma le bottiglie devono comunque essere abbastanza robuste da essere imballate in pallet e impilate l’una sull’altra per il trasporto. Le prove di compressione possono aiutare l’ingegnere a mettere a punto l’equilibrio tra la resistenza del prodotto e la conservazione del materiale.

Oltre alla loro importanza per il processo di R&S, i reparti di garanzia della qualità utilizzano le prove di compressione anche per garantire che i lotti di prodotto finito soddisfino le specifiche richieste per le proprietà di trazione. Ciò è importante sia dal punto di vista della sicurezza sia da quello aziendale, poiché i prodotti difettosi possono essere pericolosi per l’utente finale e possono causare anche danni significativi ai produttori sotto forma di ritardi dei prodotti, perdita di ricavi e reputazione danneggiata.

Le prove di compressione vengono eseguite su macchine di test universali, note anche come macchine per prove di compressione. Queste macchine sono costituite da un telaio a colonna singola o doppia dotato di una cella di carico, software di test e piani e accessori specifici dell’applicazione. Le macchine per test universali sono disponibili in diverse capacità di forza che vanno da 0,02 N a 2.000 kN. La maggior parte dei test con forze basse sono svolti su un macchinario da banco come la Serie 6800 di Instron, mentre l’applicazione di forze più elevate necessita di modelli da pavimento, come quelli che fanno parte della Serie Industrial di Instron. Tali sistemi possono essere configurati con diversi dispositivi di fissaggio per testare qualsiasi prodotto, componente o materiale.

Le macchine per prove di compressione sono disponibili in dimensioni e capacità di forza diverse, che vanno da 0,02 N a 2.000 kN. La maggior parte dei test con forze basse viene eseguita su una macchina da banco elettromeccanica a colonna singola o doppia, mentre le applicazioni a forza più elevata richiedono telai da pavimento. I sistemi della Serie 6800 di Instron sono disponibili in gamme di capacità fino a 300 kN e possono eseguire una vasta gamma di diversi tipi di test, tra cui trazione, compressione, piegatura, peel, rottura, taglio, attrito, torsione, foratura e altro ancora. I sistemi servoidraulici della Serie Industrial di Instron sono progettati per test di capacità ancora più elevata di metalli ad alta resistenza, leghe e compositi avanzati.

Sistemi di test universali fino a 300 kN

Sistemi di test per modelli da tavolo a colonna singola e doppia e a pavimento aventi una gamma di capacità di forza tra 0,02 N (2 gf) e 300 kN.

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Sistemi di test universali della Serie Industrial fino a 2000 kN

La Serie Industrial di Instron comprende telai con spazi di test singolo o doppio e una gamma di capacità di forza tra 300 kN e 2000 kN.

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