MFT-5000 The Most Versatile Multi-Function Tribometer

Le tribomètre multifonction MFT-5000 est conçu pour les essais tribologiques avancés et l’analyse des matériaux.

Profilomètre 3D intégré en ligne breveté

Le profilomètre 3D intégré en ligne fournit des tracés de changement de surface 3D avec une résolution nm. Ainsi, le profilomètre corrèle facilement les données tribologiques avec la topographie de la surface. Cette technologie est spécifiquement optimisée pour les tests liés à la tribologie.

Notamment, le modèle de tête lambda combine quatre techniques optiques sur une seule tête. Ces techniques comprennent l’interféromètre, la microscopie confocale, l’imagerie en champ sombre et l’imagerie en champ clair. Ainsi, il peut mesurer n’importe quelle surface : transparente, rugueuse, lisse et à pentes abruptes.

En outre, l’étage XY permet l’assemblage automatique des calculs d’usure volumique et de rugosité.

Deux options de tête optique largement utilisées sont disponibles pour l’intégration :

• Tête Sigma – Interférométrie à lumière blanche
• Tête Lambda – Interférométrie à lumière blanche + Microscopie confocale + Champ sombre + Imagerie en champ clair

Le MFT-5000 est un tribomètre universel conçu pour les laboratoires qui ont besoin d’effectuer une grande variété d’essais de frottement, d’usure et de mécanique sur une seule plate-forme. Il est utilisé dans les laboratoires de recherche universitaires, les centres de R&D des entreprises, les installations d’essai gouvernementales et les environnements de contrôle de la qualité dans les domaines de l’aérospatiale, de l’automobile, des lubrifiants, des revêtements durs, des biomatériaux, des semi-conducteurs et bien d’autres encore.

Ce qui différencie le MFT-5000 des tribomètres conventionnels, c’est son rôle de tribomètre avec plusieurs techniques intégrées et le profil de gamme de charge le plus large du marché. La plupart des tribomètres mesurent le frottement et le taux d’usure, puis demandent à l’utilisateur de déplacer l’échantillon vers un profilomètre séparé pour obtenir une image de la surface. Sur le MFT-5000, le profilomètre fait partie intégrante de l’instrument. La platine XY déplace automatiquement l’échantillon sous la tête optique. Vous obtenez des données en 3D sur la progression des marques d’usure – volume, rugosité, amorce de fissure, débris – en corrélation directe avec les données de frottement et de charge de la même série.

Le système de tribomètre modulaire utilise des entraînements inférieurs à échange rapide. Passez de l’essai sur disque à l’essai sur bague, puis à l’essai de frettage en quelques minutes, et non en quelques heures. Comme tous les entraînements partagent le même cadre supérieur, les mêmes cellules de charge et les mêmes chambres environnementales, votre étalonnage se poursuit. Le MFT-5000 prend en charge les tests ASTM G99 sur l’usure des disques, ASTM G133 sur l’usure des mouvements alternatifs linéaires, ASTM G181 sur les segments de piston et les chemises de cylindre, ASTM G119 sur la tribocorrosion, ASTM D4172 sur la prévention de l’usure des lubrifiants, ASTM D2266 sur l’usure des graisses, et bien d’autres encore.

Les formulateurs de lubrifiants utilisent le MFT-5000 pour effectuer des essais HFRR, SRV, EP à quatre billes et des essais d’usure, de blocage sur anneau et de mini-machine de traction (MTM) sur le même instrument. Les chercheurs en revêtements caractérisent l’adhérence aux rayures, la dureté et la résistance à l’usure des revêtements durs et des revêtements par projection thermique. Les ingénieurs biomédicaux testent la friction des cathéters, l’usure des implants orthopédiques et la biotribologie. Les ingénieurs EV et automobiles utilisent le canal d’impédance électrochimique intégré pour surveiller les transitions du régime de lubrification à l’interface tribologique.

Profilomètre optique 3D en ligne breveté

La tête Lambda intègre quatre techniques optiques dans un seul capteur : interférométrie en lumière blanche, microscopie confocale, imagerie en champ sombre et imagerie en champ clair. Elle mesure les films transparents, les surfaces métalliques rugueuses et les caractéristiques fortement inclinées sans changer d’objectif ni reconfigurer l’installation. La résolution verticale est inférieure au nanomètre. L’option tête Sigma offre l’interférométrie en lumière blanche pour les laboratoires ayant des besoins de mesure de surface plus simples.

L’imagerie des traces d’usure est automatique. Après un nombre déterminé de cycles, la platine XY déplace l’échantillon sous le profilomètre, capture une carte topographique en 3D, puis le ramène à la position d’essai. Le résultat est un enregistrement résolu dans le temps du volume d’usure, du changement de rugosité, de l’apparition de fissures et de débris, synchronisé avec la trace de frottement. Ce tribomètre est donc un véritable testeur de frottement et d’usure avec profilomètre.

Chambres de l’environnement

Le comportement tribologique dépend fortement de la température, de l’humidité et de l’atmosphère. Le MFT-5000 permet un contrôle en boucle fermée de toutes ces variables. La chambre haute température chauffe jusqu’à 1200 °C pour tester les revêtements durs, les céramiques et les lubrifiants à haute température. La chambre cryogénique refroidit à -120 °C pour l’aérospatiale, la tribologie spatiale et les évaluations de lubrifiants à basse température. L’humidité est contrôlée de 5 à 95 % HR. Une chambre à vide atteint 10-⁷ torr pour la simulation spatiale et les essais de processus de semi-conducteurs.

Les chambres à gaz haute pression permettent de réaliser des essais jusqu’à 200 psi. Les chambres à brouillard salin et à gaz inerte couvrent les applications sensibles à la corrosion et à l’oxydation. Toutes les chambres partagent la même plate-forme ouverte, les mêmes cellules de charge et le même profilomètre.

Système d’entraînement modulaire

Le MFT-5000 utilise des entraînements interchangeables pour l’étage inférieur. Chaque entraînement se monte sur la platine XY de précision de la plate-forme et se connecte au cadre de charge supérieur sans nécessiter d’étalonnage séparé. L’entraînement rotatif couvre une plage de 0,001 à 10 000 tours/minute, ce qui permet de réaliser des essais avec broche sur disque et bille sur disque conformément à la norme ASTM G99. L’entraînement linéaire alternatif atteint 80 Hz pour les essais d’usure linéaire ASTM G133 et les simulations HFRR. L’entraînement de la bobine mobile de fretting génère des oscillations contrôlées de faible amplitude de 10 µm à 2,8 mm jusqu’à 300 Hz, ce qui est essentiel pour les études sur la fatigue de fretting et l’usure des connecteurs électriques.

L’entraînement de traction (0-200 N, ±6 m/s) permet de réaliser des essais sur mini-machine de traction (MTM) pour l’épaisseur du film EHD et le coefficient de traction. L’entraînement bloc sur anneau permet de réaliser des essais Timken, OK load et ASTM G77. L’entraînement à rotation supérieure permet de réaliser des essais d’EP et d’usure sur quatre billes (ASTM D2266, D2596) ainsi que des essais de couple de taraudage.

Technologie des capteurs de pesage

Le MFT-5000 utilise des cellules de charge interchangeables brevetées qui vont de nN à 10 000 N – une plage plus large que la plupart des tribomètres concurrents, qui plafonnent généralement à moins de 2 kN. Trois technologies de capteurs couvrent différents besoins. Les capteurs capacitifs offrent la plus haute résolution pour la mécanique des contacts à l’échelle nanométrique et micrométrique. Les capteurs piézoélectriques combinent une haute résolution et une réponse rapide en fréquence pour les essais dynamiques d’usure de contact et d’impact. Les capteurs à jauge de contrainte couvrent la plage de charge la plus large pour les essais d’usure industrielle à l’échelle macro.

Les capteurs sont disponibles en configuration 1 axe, 2 axes et 6 axes. Un capteur de couple dynamique mesure le couple en ligne lors d’essais rotatifs sans fixation externe.

EV Tribologie et impédance électrochimique

Les chaînes de traction des véhicules électriques ont besoin de lubrifiants qui conduisent – ou isolent – sous la charge et à la vitesse. Le MFT-5000 mesure l’impédance électrochimique en fonction de la vitesse de glissement et du régime de lubrification. Lorsque le contact passe d’un comportement ohmique à un comportement capacitif, la trace d’impédance indique l’épaisseur du film et la limite du régime. Les formulateurs l’utilisent pour optimiser les fluides de transmission des véhicules électriques, les lubrifiants pour essieux électriques et les graisses pour moteurs.

Qu’est-ce qu’un tribomètre multifonction ?

Un tribomètre multifonction est un instrument qui mesure le frottement, l’usure et les propriétés mécaniques dans des conditions de charge, de vitesse et d’environnement contrôlées. Contrairement aux tribomètres à mode unique qui n’exécutent qu’une seule géométrie d’essai, un tribomètre multifonction accepte des entraînements interchangeables – rotatif, alternatif, fretting, traction, bloc sur anneau, nano pénétrateur, micro pénétrateur, testeur d’adhérence par rayage – de sorte qu’une seule plate-forme couvre une large gamme de normes ASTM et de conditions d’application. Le MFT-5000 étend ce concept en intégrant un profilomètre optique 3D directement sur l’instrument, ce qui permet de mesurer la topographie de la surface en ligne sans retirer l’échantillon.

Que mesure le MFT-5000 ?

Le MFT-5000 mesure le coefficient de frottement, le volume d’usure, la profondeur d’usure, le taux d’usure, la dureté, l’adhérence aux rayures, la rugosité de surface et la topographie de surface en 3D. Grâce au module d’impédance électrochimique, il mesure également la résistance de contact électrique et l’impédance à l’interface tribologique, ce qui est important pour les essais de lubrifiants EV. Toutes les mesures sont enregistrées simultanément jusqu’à 200 kHz.

Qui utilise le MFT-5000 ?

Le MFT-5000 est utilisé par les tribologues, les spécialistes des matériaux, les chimistes des lubrifiants, les ingénieurs des revêtements et les ingénieurs mécaniciens qui ont besoin d’un testeur de frottement et d’usure capable d’exécuter plusieurs méthodes ASTM dans un seul instrument. Les utilisateurs typiques sont les groupes de recherche universitaires en tribologie, les sociétés pétrolières et de lubrifiants, les laboratoires de matériaux aérospatiaux, les équipementiers automobiles et les fournisseurs de niveau 1, les producteurs de revêtements durs et de pulvérisation thermique, les développeurs d’appareils biomédicaux et les ingénieurs de procédés de semi-conducteurs. Tout laboratoire qui a besoin de consolider son équipement d’essai tribologique bénéficie du système de tribomètre modulaire.