Stone chipping test e colpi di pietra

Cos’è il test di resistenza ai colpi di pietra e come funziona

Lo stone chipping test (conosciuto anche come prova ai colpi di pietra o test gravellometrico) simula l’impatto ad alta velocità di pietrisco e altri materiali contro le superfici verniciate, come accade quotidianamente sulla carrozzeria di un’auto in movimento. L’obiettivo è analizzare la capacità del rivestimento di assorbire l’energia dell’impatto senza scheggiarsi o perdere aderenza dal substrato.

Lo stone chipping non riguarda solo l’estetica; una piccola scheggiatura può diventare il punto d’ingresso preferenziale per la corrosione. Una volta che il metallo sottostante è esposto, l’umidità e il sale stradale iniziano a lavorare “sotto” la vernice, portando a bolle di ruggine che possono compromettere l’integrità strutturale del pezzo nel tempo.

La procedura di realizzazione del test di resistenza ai colpi di pietra segue rigidi protocolli per garantire la ripetibilità del risultato:

1. Condizionamento dei campioni: prima del test, i provini vengono mantenuti a temperatura e umidità controllate per stabilizzare le proprietà del rivestimento.
2. Preparazione del materiale d’impatto: a seconda della normativa richiesta, si utilizza un “proiettile” specifico, che può essere graniglia d’acciaio angolare o pietrisco naturale con granulometria calibrata.
3. Il lancio ad alta pressione: il campione viene inserito in un macchinario (chiamato gravellometro) dove una determinata quantità di materiale viene proiettata contro la superficie tramite aria compressa a una pressione e un angolo di impatto predefiniti (solitamente 54° o 90°).
4. Rimozione delle parti non aderenti: dopo l’impatto, la superficie viene pulita e solitamente trattata con un nastro adesivo specifico per rimuovere eventuali scaglie di vernice già sollevate ma ancora parzialmente attaccate.
5. Valutazione dei danni: il danno viene analizzato visivamente e confrontato con standard fotografici. Si valuta la dimensione delle scheggiature, il numero di impatti e il livello di profondità del distacco (se arriva al primer o direttamente al metallo).

Quando si utilizza: l’importanza della validazione automotive

Questo test è obbligatorio in diverse fasi del ciclo di vita del prodotto:

• Omologazione OEM: per l’approvazione di nuovi modelli da parte delle principali case automobilistiche o delle aziende dell’indotto che ne producono i componenti.
• Controllo qualità fornitori (Tier 1 & 2): per le aziende che devono garantire la verniciatura o la tenuta dei trattamenti superficiali su particolari metallici o plastici.
• Ricerca e sviluppo: per testare la resilienza e resistenza di nuovi materiali, di primer o vernici.

Normative di riferimento e metodi di prova

Per garantire che un componente sia conforme agli standard internazionali, è essenziale che il laboratorio prove stone chipping operi secondo le direttive dei principali enti di normazione e i capitolati delle case automobilistiche.

Le principali prove di resistenza ai colpi di pietra che gestiamo quotidianamente fanno riferimento a:

• ISO 20567-1: Il baluardo normativo internazionale per la resistenza ai colpi di pietra multi-impatto.A differenza di altri test d’impatto singolo, questa norma si concentra sul danno generato da più impatti ripetuti consecutivamente, analizzando come la stratificazione della vernice reagisce a una serie di colpi effettuati in un breve intervallo di tempo. Il risultato viene poi classificato in base alla percentuale di distacco del rivestimento e alla profondità del danno, fornendo un parametro oggettivo per certificare la durabilità e la qualità protettiva delle finiture superficiali. Il risultato del test viene espresso attraverso un valore numerico che va da 0 (ottima resistenza con nessun segno evidente o danni minimi) a 5 (scarsa resistenza con percentuale di distacco >20% e rivestimento quasi completamente rimosso). Questa valutazione si basa sulla comparazione visiva della superficie testata con dei pannelli di riferimento standardizzati, calcolando quindi la percentuale di area danneggiata.La norma ISO 20567-1 si suddivide in due procedure principali che differiscono per l’attrezzatura utilizzata e la dinamica dell’impatto. Entrambe mirano a simulare il logorio da pietrisco, ma con intensità e precisione diverse.Metodo A (VDA): è la procedura più comune, spesso definita “metodo tedesco”. Utilizza un dispositivo di lancio a gravità o a pressione moderata per proiettare il materiale abrasivo. È ideale per test di routine e per valutare la resistenza generale dei sistemi di verniciatura multistrato.

  Metodo B (Multi-impact): utilizza un acceleratore ad alta pressione più sofisticato. Questo metodo è progettato per colpire il provino con una precisione maggiore e una forza d’impatto superiore, simulando condizioni di guida ad alta velocità o ambienti stradali particolarmente severi.

• SAE J400 e ASTM D3170: I pilastri per l’omologazione di componenti destinati al mercato nordamericano. La norma SAE J400, originariamente sviluppata dalla Society of Automotive Engineers, è considerata lo storico riferimento per il settore automobilistico. Stabilisce non solo le modalità di esecuzione del test, ma fornisce anche una scala di valutazione dettagliata per classificare l’entità del danno (il “chipping”) in base al numero e alla dimensione dei punti di rottura del film. La ASTM D3170 rappresenta la formalizzazione di questo metodo all’interno dell’ente American Society for Testing and Materials, garantendo un’applicazione più trasversale anche al di fuori dello stretto ambito automotive. Entrambi i protocolli mirano a simulare in pochi secondi l’usura che un veicolo subirebbe in anni di esposizione stradale, permettendo ai produttori di ottimizzare l’adesione e la coesione dei cicli di verniciatura.Nei test che fanno riferimento alla SAE J400 si utilizza ghiaia stradale naturale selezionata (passata attraverso setacci da 9,5 mm e 16 mm), pulita e asciutta. Il test standard prevede la proiezione di circa mezzo litro (una pinta) di ghiaia in un intervallo di tempo compreso tra 7 e 10 secondi, a una pressione d’aria di 480 kPa (70 psi). È previsto il condizionamento del campione a bassa temperatura (tipicamente -29°C ± 3°C), poiché i rivestimenti tendono a diventare fragili e a scrostarsi più facilmente al gelo.Nella SAE J400 si utilizza un sistema di valutazione molto specifico per quantificare il danno, composto da un numero e una lettera.Esempio: Un punteggio “7B” significa che sul pannello ci sono tra 10 e 24 punti di distacco (7), con una dimensione media tra 1 e 3 mm (B).

  Anche per la norma ASTM D3170 si prevede un sistema di classificazione molto dettagliato basato sul numero di colpi (contando i punti di distacco presenti in una determinata area) e la dimensione del danno (anche in questo caso indicata con lettere), cui si aggiunge un indicatore che dettaglia il punto di rottura (specificando in quale strato è avvenuto il distacco, ad es. tra fondo e metallo, o tra smalto e trasparente).

• Capitolati OEM specifici: Eseguiamo test di resistenza ai colpi di pietra anche secondo norme proprietarie come Fiat FCA 50488-01, Peugeot-Citroën PSA D24 1312 e Ford FLTM BI 157-06.

Curiosità: proiettili d’acciaio e “graniglia angolare”

Molti si chiedono perché in laboratorio si usi spesso graniglia di ferro anziché comune ghiaia stradale. La risposta sta nella ripetibilità scientifica: la ghiaia naturale cambia forma e durezza a seconda della cava di provenienza, mentre la graniglia d’acciaio calibrata permette di ottenere risultati identici in ogni laboratorio del mondo, eliminando le variabili ambientali.

Sebbene sia nato per le automobili, lo Stone chipping test oggi ha anche applicazioni “estreme”. Viene utilizzato per testare le vernici delle pale eoliche, che ruotano a velocità tali che un chicco di grandine può avere l’impatto di un proiettile. Anche i bordi d’attacco delle ali degli aerei vengono sottoposti a varianti di questo test per evitare la corrosione ad alta quota.

Perché scegliere MotivexLab per il tuo stone chipping test

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