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Ensaio de descascamento em múltiplas velocidades: uma avaliação mais completa do desempenho de fitas adesivas.

Automação de ensaios de descascamento para aumentar a produtividade e a confiabilidade dos testes com fitas adesivas

Em laboratórios responsáveis pelo desenvolvimento de fitas adesivas ou pelo controle de qualidade de materiais adesivos, é comum haver a necessidade de analisar um grande número de amostras em um curto período de tempo. Nesses ambientes, a realização repetitiva de ensaios de descascamento (peel tests) pode se tornar um importante gargalo operacional, especialmente quando diferentes condições de ensaio — como velocidade de descascamento ou taxa de carregamento — precisam ser avaliadas separadamente.

Nesse contexto, a automação dos ensaios mecânicos representa uma solução altamente eficiente para aumentar a produtividade do laboratório. Ao reduzir a intervenção do operador e permitir a execução sequencial de múltiplas amostras, sistemas automatizados contribuem para acelerar as rotinas de ensaio, ao mesmo tempo em que mantêm elevados níveis de repetibilidade, reprodutibilidade e confiabilidade das medições.

Outro benefício importante da automação está relacionado aos protocolos de ensaio que exigem a avaliação do desempenho das fitas adesivas sensíveis à pressão (Pressure-Sensitive Adhesives – PSA) em diferentes condições de carregamento ou velocidades de descascamento.

Como o comportamento viscoelástico desses adesivos depende fortemente da taxa de deformação (strain rate), alterações na velocidade de descascamento podem provocar mudanças significativas nas forças de adesão medidas durante o ensaio. Dessa forma, avaliar o material em múltiplas velocidades torna-se essencial para compreender seu desempenho em diferentes condições reais de aplicação.

Ensaios automatizados com múltiplas amostras

Para atender a essas necessidades, a Stable Micro Systems desenvolveu o Automated Linear Indexing System (ALIS), um sistema automatizado projetado para integração com o TA.XTplusC Texture Analyser.

O ALIS permite realizar ensaios automatizados de múltiplas amostras de fitas adesivas, reduzindo significativamente a necessidade de supervisão contínua por parte do operador e aumentando a eficiência das rotinas laboratoriais.

O sistema utiliza uma plataforma de indexação linear sobre a qual são posicionadas placas de suporte personalizadas contendo uma série de corpos de prova previamente preparados.

Durante o ensaio, a plataforma desloca automaticamente cada amostra para a posição de teste, permitindo que o equipamento execute as medições de forma totalmente sequencial, sem necessidade de reposicionamento manual entre os ensaios.

Após definir o protocolo experimental e montar as amostras no equipamento, o operador pode iniciar o procedimento e deixar que todo o ciclo de ensaios seja realizado automaticamente. Ao final da sequência, o sistema registra e apresenta os resultados de cada amostra de forma padronizada, reduzindo o tempo de operação e aumentando a consistência dos dados obtidos.

Essa abordagem automatizada é particularmente vantajosa em laboratórios de Pesquisa & Desenvolvimento (P&D) e Controle de Qualidade (CQ), onde a análise de grandes volumes de amostras faz parte da rotina diária.

Principais benefícios da automação dos ensaios de descascamento

Do ponto de vista operacional, a utilização de um sistema automatizado como o ALIS oferece diversas vantagens para laboratórios que realizam ensaios de adesão e ensaios de descascamento em fitas adesivas, entre elas:

  • Maior produtividade, permitindo analisar um número significativamente maior de amostras em menos tempo;
  • Aumento da capacidade de processamento de amostras (high sample throughput), reduzindo gargalos nas rotinas laboratoriais;
  • Redução da variabilidade causada pelo operador, aumentando a confiabilidade dos resultados;
  • Melhor repetibilidade e reprodutibilidade das condições de ensaio, fundamentais para comparações entre diferentes materiais e lotes;
  • Maior segurança operacional, devido à redução da manipulação manual das amostras durante a execução dos testes;
  • Padronização dos procedimentos laboratoriais, contribuindo para resultados mais consistentes e rastreáveis em programas de Controle de Qualidade (CQ) e Pesquisa & Desenvolvimento (P&D).

Ao automatizar os ensaios de descascamento em múltiplas velocidades, os laboratórios conseguem aumentar a eficiência operacional, reduzir custos associados à intervenção manual e obter resultados mais confiáveis para a caracterização do desempenho de fitas adesivas em diferentes condições de aplicação.

O Sistema Automatizado de Indexação Linear proporciona tempo livre para a realização de múltiplos testes de adesão.

Ensaios em lote controlados por software

O software Exponent Connect oferece uma interface específica para ensaios em lote, permitindo o gerenciamento automatizado do posicionamento das amostras e a execução de protocolos de teste com múltiplas etapas.

O software controla o movimento da plataforma de indexação e gerencia todos os parâmetros do ensaio, enquanto realiza a coleta dos dados de força, deslocamento e tempo durante cada medição.

Dentro de uma sequência de ensaio em lote, a plataforma pode realizar movimentos incrementais em diferentes direções, seguindo distâncias previamente definidas, permitindo que cada corpo de prova seja avaliado individualmente de forma sequencial.

Essa funcionalidade é especialmente importante para aplicações de teste de adesivos em grande volume, nas quais diversas amostras precisam ser analisadas sob condições exatamente iguais, garantindo maior produtividade e consistência dos resultados.

Ensaio de descascamento a 90° em múltiplas velocidades

Uma das principais capacidades proporcionadas pelo sistema ALIS é a realização de ensaios de descascamento em múltiplas velocidades dentro de um único experimento.

Essa funcionalidade é particularmente relevante para a avaliação de adesivos sensíveis à pressão (Pressure-Sensitive Adhesives – PSA), pois a força de adesão desses materiais depende fortemente da velocidade de separação devido ao comportamento viscoelástico da camada adesiva.

Nos ensaios tradicionais de descascamento, normalmente a adesão é avaliada utilizando uma única velocidade de deslocamento do cabeçote (crosshead speed). Dessa forma, para investigar a influência da velocidade de descascamento, são necessários vários testes independentes, cada um realizado em uma condição diferente.

Em contrapartida, o protocolo desenvolvido para o sistema ALIS permite incorporar diferentes velocidades de descascamento em um único ensaio contínuo, tornando a caracterização do comportamento adesivo mais eficiente e completa.

Em um ensaio típico de descascamento a 90°, uma tira de fita adesiva é aplicada sobre uma plataforma de teste utilizando um método controlado de aplicação, garantindo condições consistentes de pressão de contato e tempo de permanência (dwell time).

A extremidade livre da fita é então fixada em uma garra de tração conectada ao cabeçote móvel do equipamento.

O operador define uma sequência de etapas de ensaio que especifica:

  • Distância de descascamento para cada etapa;
  • Velocidade de descascamento aplicada durante cada etapa.

O sistema permite trabalhar com velocidades de descascamento entre 0,01 mm/s e 40 mm/s, possibilitando a caracterização do comportamento adesivo em uma ampla faixa de velocidades, tudo dentro de um único ensaio.

Durante o teste, a fita adesiva é removida continuamente do substrato. Nos pontos de transição entre as etapas, o equipamento ajusta automaticamente a velocidade do cabeçote, mantendo a mesma geometria de descascamento.

Como resultado, é obtida uma única curva de força versus distância contendo múltiplos segmentos correspondentes às diferentes velocidades de descascamento aplicadas.

Aquisição e análise dos dados

Durante todo o ensaio, o Texture Analyser registra dados de força, deslocamento e tempo com alta resolução.

Essas informações são apresentadas em gráficos em tempo real e armazenadas para análises posteriores.

Após a conclusão do teste, uma macro de software é aplicada ao conjunto de dados obtido para dividir a curva de resultados de acordo com as etapas de ensaio previamente definidas.

Para cada intervalo de velocidade de descascamento, parâmetros como:

  • Força média de descascamento;
  • Força máxima;
  • Trabalho de adesão;

podem ser calculados, analisados e comparados entre diferentes condições.

A representação desses resultados em função da velocidade de descascamento fornece informações importantes sobre o comportamento dependente da taxa de deformação do adesivo.

Essa análise é especialmente relevante para sistemas adesivos sensíveis à pressão, nos quais o desempenho é diretamente influenciado por mecanismos de deformação viscoelástica, dissipação de energia e interação entre o adesivo e o substrato.

Dessa forma, o ensaio de descascamento em múltiplas velocidades permite uma compreensão mais completa das propriedades adesivas, auxiliando no desenvolvimento de produtos, na seleção de materiais e no controle de qualidade de fitas adesivas utilizadas em diferentes aplicações industriais.Possibilidade de múltiplas velocidades de destacamento durante um único teste de destacamento.

Gráfico típico de teste de destacamento de fita adesiva em três velocidades de destacamento diferentes.

Interação com o operador e controle do fluxo de trabalho

O fluxo de trabalho dos ensaios também pode incorporar avisos e orientações personalizáveis para o operador, permitindo que instruções específicas ou alertas de segurança sejam exibidos durante etapas como a preparação das amostras ou a configuração do equipamento.

Essa funcionalidade auxilia na padronização dos procedimentos, garantindo que diferentes operadores e laboratórios sigam as mesmas etapas de execução, reduzindo variações operacionais e aumentando a confiabilidade dos resultados obtidos.

Aplicações práticas para o desenvolvimento de adesivos

Ao combinar o posicionamento automatizado de múltiplas amostras com os ensaios de descascamento em múltiplas velocidades, o sistema ALIS proporciona um aumento significativo na eficiência da avaliação de materiais adesivos.

A capacidade de analisar diferentes condições de velocidade de descascamento dentro de um único experimento oferece diversas vantagens, incluindo:

  • Redução do tempo total de ensaio;
  • Maior consistência entre medições realizadas em diferentes velocidades de descascamento;
  • Caracterização mais completa do comportamento viscoelástico dos adesivos;
  • Maior capacidade de processamento de amostras em testes laboratoriais de rotina.

Para desenvolvedores de formulações adesivas e laboratórios de Controle de Qualidade (CQ), essa abordagem permite uma avaliação mais rápida de novos materiais candidatos e proporciona uma compreensão mais detalhada de como o desempenho adesivo varia conforme a taxa de carregamento aplicada.

Dessa forma, a combinação entre automação dos ensaios e análise dinâmica da adesão representa uma ferramenta estratégica para otimizar o desenvolvimento de fitas adesivas, melhorar a eficiência dos processos de avaliação e obter informações mais precisas sobre o comportamento dos materiais em diferentes condições de aplicação.

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