Un probador dedicado de resistencia a la abrasión de suelas impulsa las pruebas de resistencia a la abrasión de suelas de calzado. Las dos formas comunes son un probador de abrasión de suelas de calzado completo y una máquina de suelas moldeadas como el equivalente de SATRA STM 528 Pedatron. Ambos dependen de una rueda de abrasión, un brazo de carga y un contador. El equipo de apoyo importa por igual. Un instrumento de pesaje registra la pérdida de masa. Las herramientas de preparación de muestras dan forma a la muestra: wtb-test.com señala que una muestra cilíndrica de 16 mm de diámetro requiere un troquel de corte y un sistema de prensa o moldeo, y el espesor debe medirse con una precisión de ±0.2 mm antes de la prueba. La norma de prueba aplicable, por ejemplo GB/T 3903.2 o SATRA TM362, define la carga, el recuento de ciclos y el abrasivo.

Puntos clave

• Una configuración completa de laboratorio incluye un probador de abrasión, una rueda de abrasión, herramientas de preparación de muestras, un instrumento de pesaje y la norma de prueba correcta.
• Elija el método de prueba según el material de la suela, la forma de la muestra y la norma del mercado objetivo.
• Registre cuidadosamente todos los ajustes de la prueba porque cambiar la carga, los ciclos o el abrasivo afecta la comparabilidad.
• Utilice durómetros y probadores de tracción junto con las pruebas de abrasión para obtener una imagen completa del rendimiento de la suela.
• Consulte a un proveedor de pruebas para adaptar el equipo y los métodos a sus necesidades específicas y garantizar resultados confiables.

Máquinas principales para pruebas de resistencia a la abrasión de suelas de calzado

Probadores de calzado completo y de suelas moldeadas

La elección de la máquina comienza con la forma de la muestra. Un probador de calzado completo monta el artículo completo y simula la caminata. El probador de abrasión de suelas de calzado completo GT-KA13 es un ejemplo, y sigue normas como la GB/T 3903.2. El SATRA STM 528 Pedatron es la máquina de referencia para el enfoque biomecánico. SATRA informa que el Pedatron aplica cargas derivadas del estudio de la marcha humana. Reproduce el impacto del talón, el despegue de la puntera, la flexión del calzado y las cargas de cizallamiento longitudinal y torsional que un usuario encuentra al caminar. La norma SATRA TM362, "Resistencia a la abrasión de suelas – método biomecánico", se ejecuta en esta máquina contra una losa de superficie lisa. SATRA afirma que la máquina puede funcionar de forma continua y generar 48,000 pasos en un período de 24 horas. Los probadores de suelas moldeadas utilizan muestras cortadas en lugar de zapatos completos. Son adecuados para fábricas que prueban compuestos de suelas antes del ensamblaje. Ambas familias de máquinas sirven para las pruebas de resistencia a la abrasión de suelas de calzado, y la norma decide cuál se aplica.

Principio de funcionamiento de la rueda de abrasión

La rueda de abrasión es el corazón de cada máquina. Presiona verticalmente sobre la muestra con una carga preestablecida y gira a una velocidad determinada. La fricción entre la rueda y la suela elimina material durante un número fijo de ciclos. El probador de rodillos DIN muestra el principio en su forma más simple. UTSTesters describe una muestra rectangular de caucho presionada contra un rodillo giratorio cubierto con papel de lija. La muestra también se mueve axialmente a lo largo del rodillo a una velocidad fija. Los ajustes estándar incluyen papel de lija de grano P60, una carga de muestra de 10 N y una velocidad de rodillo de 40 r/min según DIN 53516 y GB/T 9867. El probador de abrasión Taber funciona de manera diferente. Frota la muestra contra ruedas abrasivas giratorias y mide las tasas de abrasión bajo presiones y velocidades variables. El equipo de apoyo completa la configuración. Un troquel de corte y una prensa dan forma a la muestra, y un instrumento de pesaje registra la pérdida de masa antes y después de la ejecución. Un probador de abrasión de caucho NBS ofrece otra opción basada en ruedas para compuestos de caucho. Los operadores deben confirmar los ajustes de carga y velocidad según la norma elegida antes de cada ejecución.

Resumen de métodos de prueba y normas

Métodos DIN, Akron, Taber y NBS

Cada método de abrasión se adapta a una forma de muestra y familia de materiales en particular. El método DIN es adecuado para compuestos de suelas de caucho. Una muestra cilíndrica corre contra un rodillo giratorio cubierto con papel abrasivo, y el operador registra la pérdida de volumen. Las normas DIN 53516 y GB/T 9867 definen el procedimiento, y la sección anterior ya cubrió la carga de 10 N y la velocidad del rodillo de 40 r/min. El método Akron también está dirigido al caucho y utiliza una rueda abrasiva giratoria contra una pequeña pieza de prueba. Los laboratorios a menudo eligen Akron para el trabajo de desarrollo de compuestos.

El método Taber se adapta a muestras planas. Dos ruedas abrasivas frotan la superficie de la muestra y el operador puede variar la presión y la velocidad. Esta flexibilidad hace que Taber sea útil para materiales en láminas y para el cribado comparativo. El probador de abrasión de caucho NBS cumple una función similar para los compuestos de caucho. Hace correr una muestra contra un tambor abrasivo e informa un índice de desgaste. Ninguno de estos métodos es superior en general. Cada uno responde a una pregunta específica sobre una forma de material específica.

Enfoques Martindale y GB

El método Martindale se adapta ampliamente a los materiales de calzado. Frota una muestra contra un abrasivo con un movimiento circular y funciona bien para materiales de corte, forros y láminas flexibles para suelas. Un probador de resistencia a la flexión del cuero complementa este trabajo. Comprueba cómo sobreviven los componentes de cuero a la flexión repetida y pertenece al mismo laboratorio de materiales aunque mide la flexión en lugar de la abrasión. Un probador de solidez al frote del cuero cubre la transferencia de color y el frote superficial en cortes de cuero. Ambos instrumentos respaldan el panorama general de calidad en torno a las pruebas de resistencia a la abrasión de suelas de calzado.

Las normas chinas GB vinculan estos métodos con los requisitos del mercado. La norma GB/T 3903.2 rige la abrasión de suelas de calzado completo y la GB/T 9867 cubre la abrasión del caucho. La elección del método depende de tres factores: el material de la suela, la forma de la muestra y la norma del mercado objetivo. Una suela de caucho destinada al mercado europeo puede seguir la norma DIN, mientras que un zapato completo destinado a China puede seguir la GB/T 3903.2. Las fábricas deben confirmar la norma del comprador antes de seleccionar una máquina.

Parámetros y criterios de evaluación

Ajustes de cargas, ciclos y abrasivos

Los ajustes de la máquina deciden si los resultados son comparables entre laboratorios. UNUO Instruments enumera la configuración común de la cláusula 8.4 de ISO 20344 para un probador de abrasión DIN con tambor giratorio. El operador aplica una carga vertical de 5 N o 10 N, hace correr la muestra a lo largo de una distancia de 40 metros y utiliza papel abrasivo estándar como abrasivo.

UTSTesters informa una velocidad típica de rueda abrasiva de 40 a 50 revoluciones por minuto para el método DIN. El método Akron utiliza valores diferentes. UTSTesters proporciona una velocidad de rotación de 76 revoluciones por minuto, una carga de 2.75 N y un ángulo de fricción de 15° o 30°. Los operadores registran estos valores en el informe de prueba, porque un cambio en la carga o en el recuento de ciclos rompe la comparabilidad con ejecuciones anteriores.

Pérdida de masa y patrones de desgaste

La pérdida de masa es el resultado principal de la prueba de resistencia a la abrasión de las suelas de calzado. El operador pesa la muestra antes y después de la prueba. Weston Rubber explica el siguiente paso: el laboratorio convierte la pérdida de masa en pérdida de volumen utilizando la densidad conocida del caucho e informa el resultado en milímetros cúbicos. Una lectura de 100 mm³ significa que la prueba eliminó 100 milímetros cúbicos de caucho. Los números más bajos indican una mejor resistencia al desgaste.

La interpretación necesita contexto. The Footwear Edge señala que los métodos de SATRA, como TM31, TM163 y TM174, cubren suelas de caucho, EVA, PU y TPU. La misma fuente advierte que los resultados de laboratorio proporcionan datos comparativos y no predicen directamente la vida útil por desgaste. Un compuesto más duro puede mostrar una baja pérdida por abrasión en el laboratorio y aun así desgastarse más rápido en el uso real, debido a que el área de contacto se reduce y la tensión localizada aumenta. Revise los datos de abrasión junto con los valores de dureza y densidad.

Weston Rubber considera 150 mm³ como un mínimo ampliamente aceptado para suelas de caucho duraderas, aunque señala que se trata de una convención de la industria y no de una regulación. Las líneas atléticas prémium a menudo apuntan a 120 mm³ o menos, y algunos contratos militares y de senderismo exigen 80 mm³ o menos.

Equipo complementario y guía de selección

Probadores de dureza y tracción

Un laboratorio de pruebas de suelas necesita algo más que una máquina de abrasión. Los durómetros miden la dureza por indentación en las escalas Shore A, C, D y O, y la norma ASTM D2240 define el método. Cada escala se adapta a un rango de material diferente. Los datos de dureza ayudan a explicar los resultados de abrasión, ya que un compuesto más duro a menudo muestra un comportamiento de desgaste diferente al de uno más blando. Una máquina de ensayo de tracción de caucho mide la resistencia a la tracción y el alargamiento según la norma ASTM D412. Estos valores revelan cómo un compuesto resiste el desgarro y el estiramiento durante el uso.

Un probador de abrasión DIN a menudo se encuentra junto a estos instrumentos como una segunda referencia de abrasión. Las pruebas de resistencia al deslizamiento se pueden realizar antes y después de la abrasión, y la norma ISO 13287 cubre dicho método. Un probador de solidez al frote del cuero verifica la transferencia de color y el frote superficial en los cortes de cuero, lo cual es importante para el calzado acabado. Pasar una prueba de abrasión no significa automáticamente que una suela pasará las pruebas de flexión, adhesión o resistencia al deslizamiento, como señala HuadongSoles. Configure el laboratorio en torno a la matriz de pruebas completa, no a una sola máquina.

Elección de una configuración con UTS International

La selección comienza con preguntas claras. HuadongSoles aconseja a las marcas definir la aplicación del calzado, la combinación de rendimiento objetivo, las normas aplicables y los límites de aceptación, el material y la construcción, y el rango de costo aceptable. Un zapato para correr, una bota de trabajo y una zapatilla informal imponen demandas diferentes a la suela exterior. El volumen de producción determina entonces si una máquina de prueba de calzado completo, una máquina de suelas moldeadas o ambas tienen sentido. Un laboratorio que prueba muchos zapatos terminados puede preferir una máquina de calzado completo, mientras que un proveedor de compuestos puede preferir especímenes cortados.

Un proveedor de pruebas como UTS International puede combinar equipos y métodos con estas respuestas. La norma ISO 4649 advierte que no se puede deducir directamente una relación estrecha entre los resultados de abrasión en laboratorio y el rendimiento real en servicio, por lo que la configuración también debe respaldar la evaluación de prototipos y las pruebas de desgaste. Los métodos de referencia comunes incluyen ISO 20871 y SATRA TM174, y un buen proveedor explica su gama de pruebas, opciones de calibración y soporte para pruebas de muestras. Confirme las especificaciones finales solo después de que el comprador y el fabricante revisen las muestras de prototipos y los resultados de laboratorio acordados.

Una configuración completa para la prueba de resistencia a la abrasión de suelas de calzado consta de cuatro partes. La primera parte es el probador en sí, ya sea una máquina para zapatos completos o una unidad de suela moldeada. La segunda parte cubre la rueda de abrasión y sus componentes de carga. La tercera parte cubre las herramientas de preparación de muestras y un instrumento de pesaje para la pérdida de masa. La cuarta parte es la norma reguladora, como GB/T 3903.2 o SATRA TM362, que fija la carga, los ciclos y el abrasivo.

Los lectores deben consultar a un proveedor de pruebas como UTS International. Un buen proveedor alinea los equipos y métodos con los materiales de las suelas, el volumen de producción y los mercados objetivo. La calibración y las condiciones de prueba estables mantienen los resultados confiables y repetibles en todas las ejecuciones.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el conjunto mínimo de equipos para las pruebas de abrasión de suelas?

Un laboratorio necesita cuatro elementos. Primero, un probador de abrasión, ya sea una unidad para zapatos completos o una máquina para suelas moldeadas. Segundo, la rueda de abrasión y sus componentes de carga. Tercero, herramientas de preparación de muestras y un instrumento de pesaje. Cuarto, la norma reguladora, como GB/T 3903.2 o SATRA TM362, que fija la carga, los ciclos y el abrasivo.

¿Cómo elige un laboratorio entre los métodos DIN, Akron, Taber y NBS?

La elección sigue tres factores de entrada: el material de la suela, la forma de la muestra y la norma del mercado objetivo. El método DIN se adapta a los compuestos de suelas de caucho. El método Taber se ajusta a muestras planas. El método Akron sirve para el trabajo de desarrollo de compuestos. La norma del comprador suele resolver la cuestión antes de encargar cualquier máquina.

¿Predicen los resultados de la abrasión en laboratorio el desgaste de la suela en el mundo real?

No. La norma ISO 4649 establece que no se puede deducir directamente una relación estrecha entre los resultados de abrasión en laboratorio y el rendimiento real en servicio. Los datos de laboratorio ofrecen información comparativa entre compuestos y lotes. Un compuesto más duro puede mostrar una baja pérdida de masa en el laboratorio y aun así desgastarse más rápido en el uso, debido a que el área de contacto se reduce y la tensión localizada aumenta.

¿Con qué frecuencia debe un laboratorio verificar la calibración del probador de abrasión?

El artículo no especifica un intervalo de calibración, por lo que los operadores deben seguir el programa del fabricante de la máquina y la norma reguladora. Las condiciones de prueba consistentes importan tanto como eso. La carga, el recuento de ciclos, el grado del abrasivo y el grosor de la muestra afectan los resultados, y una configuración modificada rompe la comparabilidad con ejecuciones anteriores.