Giriş
"Reoloji" kelimesi Yunanca "rheos" (akmak) ve "-logy" (bilim) köklerinden oluşmaktadır. Malzemelerin belirli koşullar altında (sıcaklık, kesme hızı, vb.) akış ve deformasyon davranışlarının incelenmesini ifade eder. Çoğu malzeme için bu özellikler büyük ölçüde sürecin hızına bağlıdır. Örneğin, genel olarak, polimerler Kesme İnceltmeNewtonyen olmayan davranışın en yaygın türü, akışkan viskozitesinin artan kesme ile azaldığı kesme incelmesi veya psödoplastik akıştır.kesme inceltme özelliğine sahiptir; yani, kesme viskoziteleri veya akışa karşı dirençleri, artan kesme hızı ile azalır. Buna karşılık, bazı malzemeler kayma kalınlaşması davranışı sergiler. Mutfaktan bir classic örneği nişasta su süspansiyonudur. Yavaş hareketle karıştırılabilir; daha hızlı bir vuruş, kesme viskozitesinde ağır bir artışa neden olur ve dispersiyon sertleşir.
Kayma hızının reolojik özellikler üzerindeki bu ağır bağımlılığı nedeniyle, karakterizasyonun belirleyici olması için proses odaklı koşullar altında gerçekleştirilmesi gerekir. İki ölçüm yöntemi mevcuttur. Rosand kapiler reometre enjeksiyon kalıplama gibi hızlı proseslerin koşullarını yakalarken, Kinexus rotasyonel reometre ketçabın şişeden akışı ve plaka üzerindeki yapısal oluşumu gibi daha yavaş kayma hızına sahip uygulamalar için uygundur.
Kinexus rotasyonel reometre ayrıca bu ölçümler için, kuvvetin dikey yönde ölçülebildiği yüksek kuvvet çözünürlüğüne sahip hassas bir normal kuvvet sensörüne sahiptir. Bu, yüksek yer değiştirme çözünürlüğü ve yüksek veri hızı ile birleştiğinde, klasik reolojik incelemelere ek olarak duyusal algının ölçülmesini sağlar. Örneğin Kinexus, çikolata ağızda erirken dilin damağa karşı hareketlerini simüle etmek için kullanılabilir (daha fazla bilgi için buraya bakın).
Aşağıda, Kinexus'un normal kuvvet düzenlemesi, plastik folyo klavyenin dokunsal davranışını ölçmek için kullanılacaktır.
Görev ve Amaç
Yeni bir ürün geliştirme projesi için yeni bir plastik folyo klavye kullanılması amaçlanmaktadır. Basmalı düğme anahtarı, önceki ürünlerdeki seri plastik folyo klavyenin anahtarlarıyla aynı dokunsal geri bildirime sahip olmalıdır. Bunu başarmak için, seri plastik folyo klavyenin açma kuvveti Kinexus rotasyonel reometre kullanılarak belirlenir ve bu yeni plastik folyo klavye için metrik olarak belirtilir.
Numuneler ve Ölçüm Yöntemleri
Ölçümler, şekil 1'de gösterilen plastik folyo klavyenin dört anahtarı üzerinde gerçekleştirilmiştir. Anahtarlar, sembollerine uygun olarak tablo 1'de adlandırılmıştır.
Tablo 1: Dört anahtarın tanımlanması
| Tanımlama | Sembol |
|---|---|
| Anahtar 1 | Ok |
| Anahtar 2 | Güneş |
| Anahtar 3 | Çizgiler |
| Anahtar 4 | Bekleme |
Plastik folyo klavye, inceleme sırasında devrilmeyi önlemek amacıyla test için iki parçaya kesilmiştir. Ek olarak, esnek uç çıkarılmıştır. Hazırlanan plastik folyo klavye, Kinexus rotasyonel reometrenin alt ölçüm plakası üzerine yerleştirilmiştir (bkz. Şekil 2).
Mekanik imalat için yerinde Prototipleme Departmanında, alüminyumdan yapılmış 8 mm'lik tek kullanımlık bir plaka geometrisi 5,4 mm döndürülmüştür (bkz. Şekil 3). Bunun amacı sadece anahtarın ölçülmesini sağlamaktı.
Üst ölçüm geometrisi klavyeye kadar sürülmüştür. Daha sonra klavye, ölçüm geometrisi bir basmalı düğme anahtarı üzerine konumlandırılacak şekilde yönlendirildi (bkz. Şekil 4).
Anahtar başına üç ölçüm gerçekleştirilmiştir. Bunun için bir ön kuvvet (sıkıştırma) uygulanmıştır. Bu noktada, yer değiştirme değeri sıfır olarak ayarlanmıştır. Daha sonra, ölçüm ve değerlendirme yazılımı rSpace tarafından testin sonlandırıldığı bir maksimum kuvvet değeri tanımlanmıştır. Ön kuvvete ulaşıldıktan sonra, ölçüm sistemi maksimum kuvvete ulaşılana kadar plastik folyo klavyeye doğru 0,01 mm/s hızla hareket eder.
Şekil 5'te, örnek olarak, ortaya çıkan yük-deplasman diyagramı gösterilmektedir. Açma kuvveti yerel bir maksimum olarak görülmektedir. Açma kuvveti aşıldıktan sonra, düğmeye basmak için daha az kuvvete ihtiyaç duyulur, ta ki düğme vuruşla itilene kadar; bundan sonra kuvvet, kuvvet kapatma değerine ulaşılana kadar doğrusal olarak artar.
Ölçüm Sonuçları
Şekil 6, üç basmalı düğme anahtarı için yük-yer değiştirme diyagramını göstermektedir. Y ekseninde kuvvet, x ekseninde ise yer değiştirme gösterilmektedir. Her bir çizim için diğer renklerde gösterilen üç eğri, anahtar başına üç testi göstermektedir.
Şekil 7, laboratuvar testinin ölçüm sonuçlarını göstermektedir. Y ekseninde açma kuvveti gösterilmektedir. X ekseni ilgili buton anahtarlarını göstermektedir. Şekil 6'da yerel maksimumların değerlendirilmesi sunulmaktadır.
Test hızına bağlı olarak large sapma olmadığından emin olmak için test hızının artırıldığı bir test daha gerçekleştirilmiştir (bkz. Şekil 8). Ancak burada açma kuvvetinde herhangi bir farklılık görülmemiştir. Kuvvet ilerlemesindeki farklılıklar tekrarlanabilirlik aralığındadır (ayrıca bkz. Şekil 6).
Ayrıca alternatif klavyeler de test edilmiştir. Şekil 9'da alternatif bir örnekle gösterildiği gibi, kuvvet ilerlemesinde ve takılma kuvvetlerinde sapmalar görülebilir.
Özet
Hassas normal kuvvet regülasyonu ve yüksek veri hızı sayesinde Kinexus rotasyonel reometre, plastik folyo klavyenin dört buton anahtarının dokunsal davranışını belirlemek için kullanıldı. Sonuçlar, açma kuvvetinin tekrarlanabilir şekilde ölçülebildiğini göstermektedir. Bu, dokunsal geri bildirim için bir standart belirlenmesine ve alternatiflerle karşılaştırılmasına olanak tanır.
Hassasiyet, Yenilik, Güven - WIKA Ölçüm Teknolojisi
WIKA, 75 yılı aşkın süredir ölçüm teknolojisinde hassasiyeti ve yeniliği temsil etmektedir. Lider bir küresel ortak olarak WIKA, basınç, sıcaklık, kuvvet, seviye ve akış ölçümünün yanı sıra kalibrasyon ve SF6 gaz yönetimi için çözümler sunmaktadır.
Dünya çapında yaklaşık 11.200 çalışanı bulunan WIKA, üniversiteler ve endüstriyel şirketlerle işbirliği içinde uygulamaya özel çözümler geliştirmektedir. Ürünleri ve sistemleri, müşterilerinin ve ortaklarının ilerlemesi için güvenilirliği en son teknoloji ile birleştirmektedir.
WIKA, Kinexus rotasyonel reometresine ek olarak DMA 303 Eplexor®® ve TMA 402 F3 Hyperion®®. Her iki yöntem de polimerlerin ve malzemelerin çalışma sıcaklıklarını belirlemek ve simülasyon için teknik veri sayfalarını tamamlamak için kullanılır.