Prova di trazione delle cinghie per le spalle: norme e valori reali

Una richiesta di garanzia proveniente da una catena tedesca era accompagnata da una fotografia di una tracolla staccatasi da uno zaino da 25 L all’attacco superiore: la cinghia in tessuto era intatta, ma le cuciture erano andate. Lo zaino conteneva un laptop e un pranzo. Questo è il tipo di guasto che i test di trazione servono a prevenire, e quasi mai è la cinghia in tessuto a cedere: è sempre il giunto. Di seguito sono riportati gli standard cui ci atteniamo nei test, le forze applicate e il motivo per cui la differenza tra una cucitura a barra e una cucitura a scatola-X determina se il vostro prodotto resisterà fino al secondo anno.

Cosa deve sopportare il giunto della tracolla

Tre carichi agiscono su una tracolla per spalla, e solo uno di essi corrisponde al peso dello zaino.

Il primo è il carico statico, ovvero la borsa appesa a una sola tracolla mentre l'utente apre una porta. Il secondo è il carico dinamico, ovvero il rimbalzo di una borsa caricata sul corpo di una persona che cammina, che moltiplica il carico statico di circa 1,8-2,2 volte a passo normale e ancora di più quando l'utente corre per prendere un treno. Il terzo è il distacco angolato, che si verifica quando la tracolla viene tirata lateralmente da un sedile dell'auto o da un portabagagli, caricando l'ancoraggio in una direzione per la quale non è stata cucita.

Un test di trazione verticale copre i primi due casi. Il distacco è invece quello che provoca l'apertura degli ancoraggi sul campo ed esige un allestimento specifico, con la tracolla tirata a 90 gradi rispetto alla cucitura.

Forze di trazione: norme e valori reali

Facciamo riferimento alla norma ASTM D6775 per la resistenza a rottura delle fasce e alla norma ASTM D5034 per il tessuto, applicando poi il nostro protocollo interno sui prodotti finiti, poiché nessuna norma pubblicata descrive con precisione un ancoraggio cucito per zaino.

I valori cui ci riferiamo:

fascia in polipropilene da 25 mm: resistenza a rottura da 900 a 1200 N

fascia in poliestere da 25 mm: resistenza a rottura da 1300 a 1700 N

cinghia in poliestere da 38 mm, utilizzata sui modelli da 17 pollici e sugli strumenti: 2.200 N e oltre

Giunto finito tra cinghia e corpo, statico: 700 N mantenuti per 30 minuti senza apertura della cucitura superiore a 3 mm

Giunto finito tra cinghia e corpo, dinamico: 400 cicli tra 50 N e 600 N a 1 Hz

Prova di distacco all’ancoraggio: 300 N a 90 gradi, nessuna rottura dei punti

La velocità del test è più importante di quanto gli acquirenti non si aspettino. Eseguiamo il test a 300 mm al minuto su una macchina universale per prove di trazione dotata di cella di carico da 5 kN. Una macchina impostata a 100 mm al minuto fornisce un valore massimo più elevato sullo stesso giunto, poiché il filo ha più tempo per distribuire lo sforzo. Due fornitori possono dichiarare lo stesso standard e riportare valori numerici differenziali fino al 15 percento esclusivamente a causa della velocità.

A titolo di riferimento, un giunto da 1.000 N corrisponde a circa 102 kgf. Una borsa da pendolare da 25 L caricata pesa circa 8 kg, quindi il giunto sopporta dal 4 al 5 percento della sua capacità di resistenza nominale nell’uso normale. Questo margine assorbe gli urti, il trasporto con una sola cinghia e l’utente che appende quotidianamente la borsa a una sedia tramite una singola cinghia per due anni.

Confronto tra metodi di fissaggio

Gli ancoraggi per le cinghie non sono intercambiabili e la differenza di costo tra loro è minore della differenza di resistenza alla rottura.

Singolo box-X con 40 punti di nylon rivestito Tex 70: adeguato fino a circa 400 N su Oxford 600D, il metodo meno resistente ancora accettato

Doppio box-X, due passaggi sfalsati di 5 mm: 650–750 N, soglia minima per qualsiasi zaino per laptop

Bar-tack con 42 punti, lungo 12 mm, più un box-X: 900 N e oltre, standard sui modelli in balistico 1680D

Bar-tack con una striscia di rinforzo in webbing da 25 mm posizionata dietro l’ancoraggio: 1.100 N, utilizzato sugli zaini da 17 pollici e sugli zaini per attrezzi

Cinghia cucita nella cucitura laterale e bloccata con una cucitura di rinforzo attraverso la finitura: 700 N ma scarsa resistenza al distacco, ed è la prima parte a cedere quando uno zaino viene trascinato

La striscia di rinforzo rappresenta il miglior rapporto costo-efficacia dell’elenco. Una striscia da 120 mm di webbing da 25 mm posizionata dietro l’ancoraggio aggiunge circa USD 0,07 per zaino su un ordine di 3.000 unità e incrementa la resistenza del giunto da circa 700 N a 1.100 N, soprattutto distribuendo il carico su quattro file di punti invece che su due.

Perché i punti a barra e i punti a scatola con croce sono importanti

Un punto a barra è un blocco fitto a zigzag, solitamente lungo da 12 a 15 mm e largo da 3 a 4 mm, che concentra i punti in un’area ridotta, così il carico si distribuisce contemporaneamente su molti fili. Un punto a scatola con croce è un rettangolo contenente una diagonale incrociata, progettato per resistere al distacco da quattro direzioni. Risolvono problemi diversi, motivo per cui gli ancoraggi di alta qualità utilizzano entrambi.

I nostri ingegneri hanno sezionato degli ancoraggi difettosi provenienti da un lotto commerciale restituito nel 2022 e ne hanno individuato chiaramente il modello. Gli esemplari difettosi presentavano un punto a scatola con croce cucito a 6 punti per pollice (SPI) con un’unica passata. Il filo non si era rotto; invece, il tessuto intorno ai punti si era strappato, poiché a 6 SPI ogni punto sopportava un carico eccessivo e i fori dell’ago avevano agito come una linea di perforazione. Passando a 9 SPI con una seconda passata e un filo Tex 70, il punto di rottura si è spostato dal tessuto alla fettuccia stessa, con un carico di rottura superiore di 300 N.

La scelta del filato è il secondo fattore critico. Utilizziamo filato in nylon termosaldato Tex 70 sugli ancoraggi delle cinghie e non accettiamo filati monofilamento né non termosaldati in tali punti, poiché il nodo slitta sotto carico ciclico.

Esiste un effettivo compromesso in termini di costi. L’applicazione completa di bar-tack più rinforzo su entrambi gli ancoraggi richiede circa 22 secondi di tempo macchina per borsa; con una velocità di linea di 180 borse all’ora, questo rappresenta un costo in termini di capacità produttiva che dobbiamo pianificare, non un miglioramento gratuito. Per un programma con prezzo al dettaglio target di 39 USD, il pacchetto con bar-tack su entrambi gli ancoraggi viene spesso ridotto a un solo ancoraggio con bar-tack e l’altro con punto box-X; specifichiamo sempre quale ancoraggio rinforziamo e il motivo della scelta.

Esecuzione di un test di trazione in ingresso sui campioni

Un acquirente non ha bisogno di una macchina da 5 kN per valutare un fornitore. Un sistema manuale di trazione dotato di bilancia digitale e morsetto fisso consente di identificare gli ancoraggi più deboli in un set di campioni in meno di un’ora.

Tagliare la borsa di prova in modo che l’ancoraggio sia visibile, oppure segnare la linea della cucitura prima di tirare

Fissare la cinghia con una morsetta a 100 mm dall’ancoraggio, in modo che la fettuccia non rappresenti una variabile

Tirare a velocità costante, circa un secondo ogni 50 N, e registrare il valore massimo raggiunto

Eseguire la prova su entrambi gli ancoraggi su almeno tre borse provenienti dallo stesso lotto e riportare il valore più basso

Fotografare la superficie di rottura, poiché una rottura pulita del filo e una strappatura del pannello richiedono interventi diversi

Controllare il lato opposto dell’ancoraggio, dove possono nascondersi punti saltati

Verificare che il filo sia in nylon termosaldato mediante tatto e fattura del fornitore, non a vista

Ripetere la prova dopo 24 ore di sospensione statica con carico di 15 kg, che allenta una tensione insufficiente prima del tiraggio

Una limitazione va enunciata chiaramente. Una macchina per prove di trazione carica un giunto in una sola direzione, a velocità controllata, mentre un utente lo carica migliaia di volte in molte direzioni e a velocità imprevedibili. Superare una prova di trazione di 700 N non garantisce una durata di due anni. Garantisce soltanto che il giunto sia realizzato secondo uno standard noto, l’unico elemento su cui una politica di garanzia possa onestamente basarsi.

Presso Tianqin, ogni ancoraggio per cinghia su un modello di zaino per laptop viene sottoposto a prova di trazione all’inizio di ogni ciclo produttivo, non solo in fase di approvazione del campione, poiché una modifica del cono del filato durante un ordine potrebbe alterare la tensione senza che nessuno se ne accorga. Registrare i valori massimi nel verbale di produzione e inviarli insieme al file dell’ispezione pre-speditiva.

Definire la specifica della cinghia prima della fase di campionamento

Indicaci il volume della borsa, il prezzo al dettaglio target e se la borsa sarà venduta con una garanzia superiore a 12 mesi. Ti proporremo una costruzione di ancoraggio, ti comunicheremo la forza di trazione che dovrà raggiungere e ti mostreremo il costo unitario della striscia di rinforzo alla tua quantità.

Contatta [email protected] o visita www.tianqinbag.com per richiedere un campione con relativo verbale di prova di trazione della cinghia, ottenere un preventivo di fabbrica o avviare un progetto OEM/ODM con Quanzhou Tianqin Bags Co., Ltd. La produzione del campione richiede da 7 a 15 giorni lavorativi e includiamo con il campione il disegno costruttivo dell’ancoraggio, in modo che il tuo team possa verificare esattamente ciò che viene sottoposto a prova. Diciassette anni di esperienza nella produzione di borse a Quanzhou, programmi OEM e ODM in oltre 50 paesi, rapporti di prova SGS disponibili su richiesta.