Os testes de força de penetração desempenham um papel fundamental em várias indústrias, particularmente no fabrico de dispositivos médicos, produtos farmacêuticos e materiais de embalagem. Ao avaliar a quantidade de força necessária para penetrar numa superfície ou material, os fabricantes podem garantir que os seus produtos cumprem as normas de desempenho, segurança e qualidade.

Testador de força de penetração de agulha NPD-01

O que é o Penetration Force Testing?

O ensaio de força de penetração é um método utilizado para determinar a força necessária para inserir um objeto afiado, como uma agulha ou uma sonda, num material ou substrato. Fornece dados valiosos sobre a resistência do material, o que é crucial nas indústrias em que a precisão e a segurança são fundamentais, como o fabrico de dispositivos médicos e a embalagem de alimentos.

Este teste é particularmente relevante para materiais como o látex, o silicone e vários plásticos, que são utilizados em produtos como agulhas hipodérmicas, selos e embalagens. O principal objetivo deste teste é medir a força inicial necessária para penetrar no material (conhecida como força de penetração de pico) e a força necessária para manter a penetração contínua (força de arrastamento).

Porque é que os testes de força de penetração são importantes?

Os testes de força de penetração garantem a segurança, o conforto e a eficácia dos produtos utilizados nos sectores da saúde e alimentar. Eis porque é importante:

Dispositivos médicos: Na área da medicina, em particular no caso das agulhas hipodérmicas, a compreensão da força de penetração é crucial para o conforto do doente e para minimizar o trauma. As agulhas com forças de penetração excessivas podem causar dor desnecessária ou danos nos tecidos, enquanto que uma força de penetração insuficiente pode resultar numa inserção ineficaz.
Materiais de embalagem: Para a embalagem, especialmente nos sectores alimentar e farmacêutico, os testes de força de penetração ajudam a avaliar a integridade de materiais como selos e películas. Um selo adequado tem de suportar forças sem quebrar, garantindo a frescura e a segurança do produto.
Controlo da qualidade dos produtos: Os testes regulares de força de penetração garantem que os produtos cumprem as normas e especificações necessárias, o que é vital para assegurar uma qualidade consistente na produção em massa.

Teste de penetração com agulha: Uma visão geral detalhada

O ensaio de penetração da agulha, frequentemente realizado de acordo com as diretrizes do Anexo D da norma ISO 7864, envolve a inserção de uma agulha num substrato controlado a uma velocidade especificada e a medição da força exercida durante este processo. O objetivo do ensaio é avaliar as forças envolvidas tanto na penetração inicial como na força de arrastamento necessária para mover a agulha através do material.

Parâmetros-chave de ensaio:

Velocidade de teste: Uma velocidade de ensaio típica para a penetração da agulha é de 100 mm/min.
Profundidade de penetração: A agulha é introduzida a uma profundidade equivalente a 80% do seu comprimento nominal.
Substratos de teste: Os substratos mais comuns para testes incluem borracha de látex natural, poliuretano, borracha de silicone e polietileno.

A força de penetração é medida utilizando uma célula de carga ligada à máquina de testes, que regista a força em várias fases da inserção da agulha. Os dados recolhidos ajudam os fabricantes a compreender o desempenho das suas agulhas ou de outros produtos em condições reais.

Escolhendo o testador de força de penetração correto

Ao selecionar um aparelho de teste de força de penetração, é essencial escolher um dispositivo que seja capaz de medir com precisão a força em diferentes fases do processo de penetração. As caraterísticas a considerar incluem:

Gama de medição de força: O aparelho de teste deve ser capaz de medir forças dentro do intervalo exigido para o material que está a ser testado.
Controlo da velocidade de teste: O aparelho de teste deve permitir ajustes precisos da velocidade para simular as condições do mundo real.
Exatidão e precisão: Certifique-se de que o aparelho de teste oferece uma elevada exatidão, frequentemente medida em precisão de força (como 0,5% da escala completa).

O Testador de força de penetração da Cell Instruments é uma excelente opção para empresas que procuram testes precisos e fiáveis de materiais como agulhas, películas e vedantes.

Caraterísticas técnicas e vantagens

Controlo PLC avançado com interface de ecrã tátil intuitivo: O aparelho de teste da força de penetração está equipado com um sistema de controlo PLC e um ecrã tátil HMI de 7 polegadas para uma operação fácil e intuitiva. Isto assegura um controlo suave e preciso do processo de ensaio.
Alta precisão com parafuso de avanço de esferas: O aparelho de teste utiliza um parafuso de avanço de esferas de precisão, assegurando um movimento suave e exato durante o teste de penetração, o que aumenta a precisão geral dos resultados do teste.
Profundidade de penetração personalizável: A profundidade de penetração é totalmente ajustável, permitindo-lhe definir e controlar a profundidade exacta necessária para cada teste, oferecendo flexibilidade para vários tipos de materiais e normas de teste.
Velocidade de teste variável: O aparelho de teste suporta velocidades de teste variáveis, permitindo-lhe simular diferentes condições do mundo real e proporcionando versatilidade no teste de uma vasta gama de materiais.
Dispositivos múltiplos para ensaios de força descendente: Está disponível uma variedade de acessórios para efetuar testes de força descendente, expandindo a gama de materiais e produtos que podem ser testados com precisão com o mesmo equipamento.
Proteção contra sobrecarga: A proteção integrada contra sobrecargas protege o sistema contra forças excessivas, garantindo a longevidade do equipamento e a segurança do seu processo de teste.
Função de retorno automático do teste: Após cada teste, o sistema regressa automaticamente à sua posição inicial, simplificando o processo de teste e melhorando a eficiência.
Microimpressora integrada para resultados instantâneos: O aparelho de teste é fornecido com uma microimpressora que fornece resultados de teste em tempo real, permitindo-lhe gerar relatórios de teste imediatamente após a conclusão de cada teste.

Parâmetro principal

Célula de carga	50N (ou conforme necessário)
Velocidade de teste	1~500mm/min
Precisão da força	0,5% F.S.
Exatidão	0,01mm
Potência	110~220V

Aplicações do ensaio de força de penetração

Fabrico de dispositivos médicos: Utilizado para testar a força necessária para que as agulhas penetrem na pele ou noutros tecidos. Isto assegura um desconforto mínimo para o doente e um desempenho clínico eficaz.
Embalagem de alimentos: Ajuda a avaliar a resistência dos selos nas embalagens de alimentos, assegurando que os produtos permanecem seguros e protegidos de contaminantes.
Produtos farmacêuticos: Avalia a integridade dos materiais de embalagem farmacêutica, assegurando que estes mantêm as suas propriedades de barreira e protegem eficazmente o conteúdo.
Indústria têxtil: Mede a força necessária para perfurar tecidos, importante para produtos como vestuário de proteção ou têxteis médicos.

O teste de força de penetração é um passo crítico no processo de fabrico para uma variedade de indústrias, particularmente quando a integridade e o desempenho do material são da maior importância. Utilizando as ferramentas certas, tais como um Testador de força de penetraçãoCom o sistema de gestão da qualidade, os fabricantes podem garantir que os seus produtos cumprem as normas de segurança e de qualidade, o que conduz, em última análise, a um melhor desempenho e à satisfação dos clientes.