Xenotest (test Arco-Xenon)

Una delle attrezzature più utili per simulare l’invecchiamento agli agenti atmosferici e alla luce solare è la camera xenotest con sistema back/front spray e controllo dell’umidità relativa.

Gli elementi naturali quali luce solare, calore e umidità provocano molti danni sui componenti e i prodotti costruiti dall’industria. Screpolature, incrinature, velature, sbiadimenti e ingiallimenti possono verificarsi all’aperto, ma anche in ambienti chiusi.

Con la camera xenon test, questi danni possono essere simulati e accelerati mediante esposizione artificiale allo spettro completo della luce solare, temperatura, umidità e intemperie, poiché la camera è dotata di sistema di back/front spray che consente la spruzzatura simultaneamente dell’acqua, sia sulla parte frontale sia sulla parte posteriore dei campioni.

La prova di invecchiamento accelerato alla luce solare è applicabile a qualunque oggetto prodotto dall’industria e in qualsiasi materiale come plastica, metallo, vernice, gomma ed elastomeri, tessuto, che sia esposto a raggi solari all’aperto o in ambiente chiuso come l’interno vettura.

Ad esempio, tutte le parti di un’automobile, sia della carrozzeria sia dell’abitacolo, sono esposte al sole, e quindi tutti i costruttori automotive prevedono prove di invecchiamento accelerato. I costruttori sono particolarmente attenti ai risultati di queste prove, poiché riguardano l’aspetto estetico, che è sicuramente uno degli elementi più evidenti di come si comporta un autoveicolo nel corso del tempo.

Un’auto che dopo alcuni anni appare sbiadita, con le plastiche interne screpolate e rovinate, nuoce moltissimo alla reputazione del marchio e all’opinione che si crea nei clienti.

Proprio per soddisfare le esigenze del campo automotive, lo xenon tester presente in MotivexLab è equipaggiato con i principali filtri richiesti:

• filtri che forniscono la migliore correlazione con l’esposizione solare diretta esterna,
• filtri boro/boro o quarzo/boro, ognuno con caratteristiche diverse e adatti a simulare situazioni ambientali diverse, andando a modificare il tipo di luce che si irraggia sul campione con diverse lunghezze d’onda e percentuali diverse di raggi UV.

E’ risaputo che le lampade presenti nello xenotest sono quelle che riproducono più fedelmente la luce solare.

Proprio per questa ragione, solitamente, i cicli di invecchiamento accelerato allo xenotest durano parecchie ore (alcuni capitolati richiedono addirittura cicli da 2.000 ore, quasi tre mesi di esposizione).

All’interno della camera xenotest, i campioni devono essere disposti secondo delle indicazioni precise, affinché il fascio di luce colpisca in maniera uniforme la superficie in esame.

In MotivexLab, abbiamo preferito dotarci di xenon tester con camere a cassetto in cui i campioni possono essere disposti così come sono.

La camera a cassetto consente di effettuare la prova su campioni tal quali, senza particolari problemi di geometria che non siano le dimensioni stesse del campione.

Altri tester dispongono di un altro tipo di tecnologia, chiamato revolver, che però permette di eseguire la prova solo su campioni con determinate dimensioni geometriche, come piattine regolari e non oggetti finiti.

Chiaramente, è preferibile manipolare i campioni il meno possibile prima che questi vengano sottoposti alla prova, per ridurre la possibilità di influenzare o modificare i risultati finali; quindi, la possibilità di mettere in prova i campioni senza modificarli in alcun modo è sicuramente un vantaggio.

Con lo xenotest le condizioni ambientali che si possono simulare sono le più diverse, non solo la luce solare.

Potremo verificare la resistenza ad agenti atmosferici grazie a un ugello interno alla camera, che permette di testare la resistenza del campione a pioggia normale o alle piogge acide comuni nei paesi del nord.

La presenza di un ulteriore ugello sul retro della camera (sistema back spray) fa sì che il campione sottoposto alla prova venga bagnato sia frontalmente sia sul retro, garantendo una simulazione di invecchiamento più omogenea.

Sarà inoltre possibile assicurare la presenza di nebbia, normale o salina, tramite il controllo dell’umidità relativa presente in camera.

Inoltre sono eseguibili veri e propri test ciclici, formati dall’alternarsi di:

• radiazione luminosa (condizioni di tempo sereno),
• piogge (condizione di maltempo),
• combinazione di entrambi i parametri.

Un test molto richiesto in ambito automotive è il metodo di prova SAE J2412 “Invecchiamento accelerato di materiali interni di automobili mediante radiazione arco-xenon”.

Esso permette di eseguire un invecchiamento accelerato in laboratorio, in condizioni standard e ripetibili.

Lo scopo della norma SAE J2412 è quello di definire un metodo per simulare condizioni ambientali estreme che possono verificarsi all’interno dell’autoveicolo a causa della luce solare, del calore e dell’umidità, con il fine di predire il comportamento dei materiali per l’interno dell’autovettura.

Il metodo è applicabile a materiali plastici, metallici, vernici, tessuti e stoffe.

Tali tipi di materiali sono esattamente quelli presenti in una vettura, partendo dalle parti verniciate della carrozzeria, passando per le plastiche del cruscotto e dei rivestimenti, fino ad arrivare ai tessuti dei sedili e dei pannelli.

Il metodo prevede l’alternarsi di due fasi, caratterizzate dalla presenza o meno di radiazione luminosa.

La fase con la luce simula l’esposizione solare diurna con elevate temperature e umidità intermedia.

La fase di buio è caratterizzata da temperatura più bassa ed elevata umidità della camera di prova, simulando pertanto una condizione notturna con condensazione di umidità.

Il parametro fondamentale di una prova di invecchiamento allo xenotest è l’irradianza, che si misura in watt per metro quadrato ed è il flusso della radiazione elettromagnetica trasmessa per irraggiamento.

In maniera molto semplice, puoi considerare questo valore come la luminosità delle lampade. Il parametro viene rilevato in tempo reale, dall’apparecchiatura, mediante radiometri interni. Tutto questo per assicurare la maggior accuratezza possibile dell’intensità luminosa prodotta dalle lampade.

La durata di una prova di xenotest, solitamente, non si misura in ore ma in energia totale di esposizione, espressa in kilojoule su metro quadrato.

In parole povere, è l’energia totale che il campione riceve durante l’esposizione alla radiazione delle lampade, rapportata ad una superficie unitaria pari a 1 metro quadrato. Ovviamente, si avrà l’incremento di questo valore solo nella fase di luce, quando le lampade sono accese.

Sebbene la durata di una prova di xenotest avvenga in funzione dell’energia totale irradiata sul campione, è comunque possibile conoscere in anticipo la durata in ore di una prova perché questa apparecchiatura dispone di un conta-ore.

Facendo una semplice proporzione tra l’energia emessa e il tempo di prova trascorso, è possibile fornire una indicazione di quanto potrà durare la prova.

Se invece si vogliono testare i componenti esterni di una vettura, un metodo di prova molto richiesto è SAE J2527 “Invecchiamento accelerato di materiali esterni di automobili arco-xenon”.

Lo scopo della normativa SAE J2527 è quello di definire un metodo per simulare condizioni ambientali estreme, che possono verificarsi all’esterno dell’autoveicolo a causa della luce solare, del calore e dell’umidità, con il fine di predire il comportamento dei materiali per autovettura. Bisogna tenere presente che anche l’umidità svolge un ruolo molto importante, nel degrado di rivestimenti situati all’esterno dell’autovettura.

I materiali che compongono l’esterno di un’autovettura non sono solo soggetti a fenomeni di tipo corrosivo dovuti alla presenza di acqua e dall’azione della temperatura, ma devono essere in grado di resistere anche alla radiazione elettromagnetica generata dalla luce solare e dal calore che esso emette.

Uno dei parametri che di solito si valuta al termine della prova di xenotest è la tenuta del colore e della brillantezza. La valutazione del colore si fa attraverso la determinazione delle coordinate colorimetriche, la tenuta della brillantezza si valuta attraverso la misurazione del Gloss.

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