Spessimetri di rivestimento · Verifica sul film curato
Una durezza che si misura per confronto, non per penetrazione
La prova di durezza a matita valuta la resistenza al graffio di un rivestimento già curato impiegando matite di durezza crescente. Il risultato non è un numero fisico ma la gradazione della matita che segna il film: una scala di confronto, che dice quanto quel rivestimento resiste rispetto a un riferimento riproducibile ovunque.
La prova di durezza a matita, nota anche come metodo Wolff-Wilborn, è il modo più diretto per valutare rapidamente la resistenza al graffio e la durezza relativa di vernici, film, lacche e resine. Il costruttore indica proprio queste quattro classi di materiali come destinazione dello strumento.
Questa pagina descrive la grandezza valutata e i motivi per cui è comparativa, il metodo e i suoi accessori, la scala delle matite, la composizione dei due kit e dei consumabili, i casi in cui la prova è pertinente e quelli in cui non lo è, e le norme che il costruttore cita.
Nel ciclo del rivestimento questa è la verifica sul film curato, e si colloca fra la misura dello spessore del film umido, che si esegue durante l’applicazione, e la misura distruttiva a taglio, che si esegue sacrificando il pezzo. Tutti i dati riportati provengono dalla documentazione tecnica del costruttore DeFelsko. Configurazioni e disponibilità vanno confermate in fase di offerta.
Che cosa dice, e che cosa non dice, la durezza a matita
La prova stabilisce quale gradazione di matita è la prima a lasciare un segno sul rivestimento, in condizioni di forza e angolo definite. Il risultato si esprime quindi con una sigla della scala delle matite, non con un valore in unità fisiche. È una misura per confronto, e il costruttore non fornisce alcuna conversione fra le durezze delle matite e valori numerici di durezza del film: la prova è comparativa per definizione.
Ne discende una distinzione che va tenuta ferma. I durometri Shore e Barcol misurano la durezza del materiale attraverso la penetrazione di un indentatore, e restituiscono un valore su una scala strumentale; la prova a matita valuta la resistenza superficiale del film al graffio. Sono grandezze diverse, ottenute con principi diversi, e non sono convertibili l’una nell’altra. Confonderle è l’errore più frequente in questa categoria.
Nemmeno vanno confuse con le prove di adesione, che verificano il legame fra rivestimento e substrato e non hanno a che vedere con la resistenza superficiale del film. Il quadro completo delle famiglie è nella pagina di categoria spessimetri di rivestimento e finitura superficiale.
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I modelli
La categoria raccoglie gli strumenti che valutano la resistenza superficiale del film già curato, quando lo spessore è stato verificato e resta da capire quanto quel film regge il graffio.
Prova Wolff-Wilborn
Durometro a matita DeFelsko PosiTest PT
Per valutare la resistenza al graffio del film curato con una scala riconosciuta: 14 matite da 6B a 6H, temperamatite dedicato e carrello con forza costante di 7,35 N a 45°.
Il metodo e gli elementi che lo rendono ripetibile
Tre variabili determinano l’esito della prova: la gradazione della matita, la forma della mina e la forza con cui viene applicata al film, secondo un angolo definito. La prima è il parametro che si fa variare; le altre due vanno tenute costanti, altrimenti due operatori ottengono risultati diversi sullo stesso rivestimento. Gli accessori del kit servono esattamente a fissarle.
La preparazione della mina
Il temperamatite è in alluminio, su misura, con lame in acciaio temprato progettate specificamente per la prova di durezza a matita. Reca riferimenti a 5 e 6 mm per la lunghezza di precisione della grafite, che il costruttore dichiara «in conformance to national and international standards». La grafite così esposta va poi spianata con la carta abrasiva da 400 grit fornita in confezione, per ottenere una superficie di prova piatta e uno spigolo netto. Una mina appuntita o irregolare non prova la durezza: incide.
Il carrello a forza e angolo costanti
Il carrello portamatita, incluso nel kit completo e disponibile anche separatamente, esercita una forza costante di 7,35 N (circa 1,65 lbf) all’angolo specificato di 45°. In dotazione al carrello vi è un’asta di livellamento che assicura il parallelismo del carrello rispetto alla superficie in prova. La sostituzione della matita avviene tramite una vite a testa zigrinata, per il cambio rapido fra una gradazione e la successiva.
Va però osservato che il carrello è opzionale nella configurazione base. Senza di esso forza e angolo restano affidati alla mano dell’operatore, e la ripetibilità fra operatori diversi ne risente. È l’elemento che distingue una prova documentabile da una verifica di orientamento.
La scala delle matite e la composizione dei kit
Il set comprende quattordici matite di grafite di qualità, dalla più tenera alla più dura, fornite in un astuccio protettivo in alluminio. La scala è quella convenzionale del disegno tecnico e procede da 6B a 6H.
| Gruppo | Gradazioni comprese nel set |
|---|---|
| Tenere (B) | 6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B |
| Intermedie | HB, F |
| Dure (H) | H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H |
I due kit disponibili
| Voce | Basic Kit | Complete Kit |
|---|---|---|
| Codice | PTKITB | PTKITC |
| 14 matite di grafite da 6B a 6H | sì | sì |
| Temperamatite in alluminio con lame in acciaio temprato | sì | sì |
| Carta abrasiva 400 grit | sì | sì |
| Carrello portamatita con asta di livellamento | no | sì |
| Valigetta rigida | no | sì |
| Manuale | sì | sì |
| Garanzia | due anni | due anni |
Consumabili e accessori dichiarati
- PTPENCILSET — set completo di 14 matite di ricambio, una per ciascuna durezza da 6B a 6H
- PTPENCILXX — 12 matite di una singola durezza a scelta da 6B a 6H, per esempio PTPENCIL3H
- PTBLADES — lame di ricambio per il temperamatite
- CHDTMAG10X — lente illuminata a 10 ingrandimenti per l’esame della traccia
- PTCART — carrello portamatita fornito singolarmente
La disponibilità di matite di una singola gradazione ha una ragione pratica: nella verifica ripetuta di uno stesso ciclo di verniciatura la matita che segna è quasi sempre la stessa, e si consuma molto prima delle altre tredici.
Quando la prova è pertinente e quando non lo è
- Sul film curato — è la condizione del metodo: un rivestimento non completamente polimerizzato dà risultati non confrontabili
- Su vernici, film, lacche e resine — sono le classi di materiali che il costruttore indica
- Per il confronto fra cicli — la prova rende comparabili due formulazioni o due condizioni di cura sullo stesso substrato
- Non per ricavare una durezza in unità fisiche — il costruttore non fornisce alcuna conversione e la prova non la consente
- Non al posto di Shore o Barcol — quelli misurano la durezza del materiale per penetrazione, questa la resistenza superficiale al graffio
- Non su superfici già segnate o contaminate — la traccia della matita deve poter essere distinta con certezza
La prova lascia inoltre un segno sul rivestimento provato, e va condotta su un’area sacrificabile o su un provino rappresentativo. Nella pratica, l’esame della traccia con una lente illuminata riduce sensibilmente l’incertezza di giudizio nel decidere se una matita ha segnato oppure no.
Norme citate dal costruttore e dati non dichiarati
Per questo strumento il costruttore dichiara: «Conforms to ISO 15184, ASTM D3363, JIS K-5600, BS 3900-E19, MIL C 27 227, ECCA-T4-1, SNV 37113, SIS184187, NEN 5350». Nel testo delle caratteristiche precisa che la valutazione della resistenza al graffio e della durezza relativa avviene «in accordance with ISO 15184 and ASTM D3363». ASTM D3363 è la norma della durezza a matita e riguarda questa categoria, non la misura distruttiva a taglio.
Le norme sono riportate perché il costruttore le cita per il proprio strumento. La conformità di una prova dipende dalla procedura adottata, dal piano di controllo e dalla qualifica dell’operatore, e non discende dallo strumento impiegato.
Che cosa il costruttore non dichiara
- Nessuna dimensione e nessun peso di carrello, temperamatite o valigetta
- Nessuna corrispondenza fra le durezze delle matite e valori numerici di durezza del film: nessuna conversione è fornita
- Nessuna lunghezza di grafite raccomandata oltre ai riferimenti a 5 e 6 mm incisi sul temperamatite
- Nessun materiale delle ruote o del corpo del carrello portamatita
Domande frequenti
Che cosa misura la prova di durezza a matita?
Individua la gradazione di matita che per prima lascia un segno sul rivestimento, e con essa la resistenza al graffio e la durezza relativa del film. Il costruttore indica come destinazione vernici, film, lacche e resine. Il risultato si esprime con una sigla della scala delle matite, non in unità fisiche.
È la stessa cosa della durezza Shore o Barcol?
No. Shore e Barcol misurano la durezza del materiale per penetrazione di un indentatore e restituiscono un valore su una scala strumentale; la prova a matita valuta la resistenza superficiale del film al graffio, per confronto. Sono grandezze diverse e il costruttore non fornisce alcuna conversione fra le due.
Quante matite comprende il set e quali gradazioni?
Quattordici matite di grafite di qualità in astuccio protettivo in alluminio: 6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H. Sono disponibili come ricambio sia il set completo, sia dodici matite di una singola durezza a scelta.
A che cosa serve il carrello portamatita?
Esercita una forza costante di 7,35 N, circa 1,65 lbf, all’angolo specificato di 45°, e con l’asta di livellamento in dotazione mantiene il carrello parallelo alla superficie. Fissa cioè le due variabili che, lasciate alla mano dell’operatore, rendono la prova non ripetibile. È incluso nel kit completo e disponibile separatamente con il codice PTCART.
Perché la mina va temperata e spianata?
Perché la forma della punta determina la pressione di contatto. Il temperamatite dedicato ha lame in acciaio temprato e riferimenti a 5 e 6 mm per la lunghezza di precisione della grafite; la carta abrasiva da 400 grit serve a spianare la mina prima della prova. Una punta appuntita inciderebbe il film invece di provarne la resistenza al graffio.
Quali norme cita il costruttore?
ISO 15184, ASTM D3363, JIS K-5600, BS 3900-E19, MIL C 27 227, ECCA-T4-1, SNV 37113, SIS184187 e NEN 5350. Sono le norme che il costruttore dichiara per il proprio strumento; la conformità di una prova dipende dalla procedura e dal piano di controllo adottati.
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