Un cartón de envío puede salir de la mesa vibratoria con un aspecto perfectamente normal.
Ábrelo, y la historia puede ser diferente.
La espuma se ha desplazado. Un cable se ha rozado contra la carcasa. El producto se ha movido hacia una pared del cartón. Un accesorio que inició la prueba en su propio compartimento ya no está allí.
No ocurrió nada dramático en ningún momento concreto. El daño se desarrolló por vibraciones repetidas.
Ese es el problema ISO 13355 está diseñado para investigar.
ISO 13355:2016 especifica una prueba de vibración aleatoria vertical para paquetes de transporte completos y llenos y cargas unitarias. El método puede utilizarse para evaluar la resistencia del paquete, la protección que proporciona a su contenido, o ambos. Puede utilizarse como prueba de vibración independiente o como parte de una secuencia más amplia de pruebas de distribución.
Sin embargo, para un laboratorio de pruebas, conocer el número estándar es solo el principio.
¿Qué perfil de vibración aleatoria se requiere? ¿Qué tamaño y peso tiene el paquete lleno? ¿Cómo se va a contener? ¿Puede el sistema de vibración reproducir el PSD requerido después de añadir el encapsulado, el hardware de sujeción y los componentes móviles?
Esas preguntas determinan si tienes un sistema de pruebas viable.
Qué prueba realmente ISO 13355
El título del estándar merece la pena leerlo detenidamente:
ISO 13355:2016 — Embalaje — Paquetes de transporte completos y llenos y cargas unitarias — Prueba de vibración aleatoria vertical.
Tres partes importan inmediatamente:
Completado y lleno. Aleatorio. Vertical.
La muestra de prueba no es simplemente un cartón vacío. Tampoco es el producto que se retira de su embalaje. El método se basa en el paquete de transporte completo y lleno o carga unitaria expuesta a excitación aleatoria vertical.
Consideremos un controlador industrial de 12 kg.
Se envía en un cartón corrugado entre dos tapas de espuma moldeada. Un kit de cables se coloca junto al controlador en un compartimento interior, y la caja está cerrada con cinta.
En la tabla de vibración, estos no son cuatro objetos independientes.
Son un sistema dinámico.
El controlador puede moverse respecto a la espuma. La espuma puede comprimirse o migrar en relación con el cartón. El cartón en sí puede flexionarse. Los accesorios pueden desplazarse y empezar a tocar superficies que nunca tocaron cuando empezó la prueba.
Esa interacción es precisamente la razón por la que las pruebas de vibración del embalaje deben considerar la configuración completa del transporte.
Quita el embalaje y has cambiado la prueba—no la has simplificado.
10–200 Hz no es una especificación completa de vibración aleatoria
Aquí es donde las pruebas de vibración aleatoria de envasado suelen malinterpretarse.
Un cliente te dice:
"Necesitamos vibración aleatoria de 10 a 200 Hz."
Información útil—pero no suficiente para configurar la prueba.
La vibración aleatoria no se define solo por el rango de frecuencias.
Los entornos de transporte reales contienen energía de vibración distribuida a lo largo de un rango de frecuencias. En el laboratorio, el espectro de vibración aleatoria requerido describe esa distribución.
ISO 13355 se refiere a la propia IEC 60068-2-64 para la discusión de la teoría de vibraciones aleatorias.
PSD te indica dónde está la energía
La densidad espectral de potencia (PSD) describe cómo se distribuye la energía de vibración aleatoria con frecuencia.
Eso importa porque un sistema de empaquetado no responde igual en todas las frecuencias.
La estructura de caja puede responder fuertemente en una región. El sistema de amortiguación puede responder en otro. El producto envasado puede tener sus propias características dinámicas.
Cambia dónde se concentra la energía de vibración y puedes modificar cómo responde el paquete.
grms te dice algo diferente
En general Grms proporciona una medida del nivel global de vibración aleatoria.
No sustituye al PSD.
Imagina dos perfiles de vibración con el mismo GRMS global.
Perfil A concentra más energía en una parte del rango de frecuencias. El Perfil B lo distribuye de forma diferente.
El nivel general puede ser el mismo, pero la excitación no.
Esa diferencia puede importar cuando el paquete tiene un comportamiento sensible a la frecuencia.
Así que cuando un cliente proporciona solo:
"0.6 Grms"
falta información.
Para una especificación de prueba útil, necesitas entender la combinación de:
PSD perfil, rango de frecuencia, Grms total y duración de la prueba.
Un mismo Grms no significa automáticamente la misma prueba de vibración aleatoria.
Una secuencia práctica de pruebas ISO 13355
El perfil exacto de vibración, los criterios de acondicionamiento y aceptación deben proceder del estándar aplicable, la especificación del cliente y el programa de pruebas.
Desde la perspectiva del laboratorio, el flujo de trabajo puede dividirse en siete etapas prácticas.
1. Definir el requisito de vibración
Empieza con el requisito de prueba—no con el shaker.
Confirmar el perfil de vibración aleatoria requerido, incluyendo el relevante:
PSD, rango de frecuencia, Grms total y duración.
Si el requisito proviene de una especificación del cliente o de un programa de pruebas de distribución más amplio, mantén ese contexto con la prueba.
No seleccione un perfil simplemente porque ya esté almacenado en el controlador de vibración.
2. Preparar el paquete completo
Construye la muestra en la configuración relevante para la distribución.
Para un envío de electrónica, eso podría significar:
producto + bolsa protectora + insertos de espuma + accesorios + embalaje interior + caja exterior.
Para componentes automotrices, podría ser un cartón que contiene varias piezas protegidas individualmente.
Para una batería o producto industrial, la muestra puede ser considerablemente más pesada o formar parte de una carga unitaria.
Documenta la configuración antes de probar.
3. Acondicionar y documentar la muestra
Los materiales de embalaje pueden responder a condiciones ambientales.
El cartón corrugado es un ejemplo evidente: su comportamiento mecánico puede verse afectado por la humedad y la humedad.
Aplica el acondicionamiento requerido cuando corresponda, luego documenta las dimensiones del paquete y la masa llena.
Para cargas grandes o asimétricas, también puede ser necesario considerar la distribución de la carga y el centro de gravedad al planificar la configuración.
4. Posicionar y restringir el paquete
Coloca la muestra en la orientación requerida sobre la tabla de vibración.
Entonces piensa bien en la contención.
La sujeción tiene una función: mantener la condición de prueba prevista y evitar movimientos inseguros o no intencionados.
Su función no es convertir un paquete de transporte en una muestra de prueba estructural rígidamente sujeta.
Muy poca sujeción puede permitir movimientos incontrolados.
Demasiada contención puede cambiar la respuesta del paquete que pretendías evaluar.
Restringir el paquete. No rediseñes el examen.
Esto se vuelve especialmente importante en cajas grandes y cargas unitarias.
Una correa tirada agresivamente sobre un cartón puede introducir una compresión que no estaba presente en la condición de distribución prevista. Una lámpara lateral rígida puede restringir el movimiento que el paquete experimentaría de otro modo.
Por lo tanto, la disposición de sujeción debe soportar la condición de prueba requerida en lugar de simplemente hacer que la muestra sea conveniente de montar.
5. Instalar y verificar la medición de control
La vibración aleatoria requiere excitación controlada.
El acelerómetro de control, su montaje y el controlador de vibración forman por lo tanto parte de la cadena de medición—no son accesorios que puedan ignorarse una vez que el agitador está en funcionamiento.
Un sensor flojo, una superficie de montaje deficiente o una ubicación de control inadecuada pueden comprometer la prueba.
El sistema necesita retroalimentación fiable para que el controlador pueda mantener la vibración aleatoria requerida.
6. Ejecuta el perfil de vibración aleatoria
Ejecuta la exposición de vibración aleatoria vertical especificada.
Durante la prueba, observa más que el temporizador.
Busca movimiento anormal del encapsulado, problemas de sujeción, ruido inesperado, pérdida de control u otro comportamiento que pueda afectar la validez de la prueba.
Si la configuración de la prueba cambia significativamente durante la ejecución, documenta.
7. Inspeccionar el paquete y su contenido
Una vez que la vibración cese, no tomes la decisión de aprobado/suspendido desde el otro lado de la sala.
Inspecciona el paquete sistemáticamente.
Comienza con el cartón o contenedor exterior, luego avanza hacia dentro a través de los cierres, el amortiguado y el embalaje interno.
Finalmente, inspecciona el producto en sí.
Para productos funcionales, la inspección visual puede no ser suficiente.
La caja parece estar bien. ¿El paquete pasó?
No necesariamente.
ISO 13355 puede utilizarse para investigar tanto la resistencia del paquete como la protección que ofrece a su contenido.
Eso significa que la inspección posterior a la prueba debe mirar más allá del cartón rasgado.
Un paquete puede mostrar muy pocos daños externos mientras algo importante ha cambiado en su interior.
Puede que la espuma se haya desplazado.
Puede que un soporte moldeado se haya agrietado.
El producto puede haberse desplazado lo suficiente como para tocar la pared del cartón.
Un cable puede haberse rozado repetidamente contra una carcasa.
Puede que un conector o sujetador se haya aflojado.
Un instrumento médico, dispositivo electrónico o controlador industrial puede seguir pareciendo normal, pero requerir una comprobación funcional antes de poder confirmar su estado.
Los criterios de aceptación dependen del producto y del programa de prueba, pero el principio es sencillo:
No tener daño visible en la caja no significa automáticamente PASAR.
Esto es especialmente relevante para envíos de alto valor o funcionalmente críticos, como servidores, electrónica automotriz, sistemas de baterías, equipos médicos, electrodomésticos y controles industriales.
Los productos son diferentes. La pregunta de ingeniería es la misma:
¿El embalaje siguió protegiendo lo que había dentro?
Una capacidad de carga útil de 100 kg no significa que todas las pruebas aleatorias de 100 kg funcionen
Esta es una de las distinciones más importantes al seleccionar equipos de prueba de vibración de embalaje.
Coloca un paquete de 100 kg sobre una tabla de vibración estacionaria.
No pasa nada.
La tabla puede transportarlo.
Ahora pide al mismo sistema que reproduzca un PSD especificado a lo largo de un rango de frecuencia definido mientras ese paquete se mueve.
Esa es otra pregunta.
La carga útil es solo la primera comprobación
El agitador tiene que acelerar el sistema en movimiento.
Ese sistema puede incluir:
Paquete llenado
Restrición / fixture
Armature
Expander de tabla o cabeza
Otro hardware móvil
Por tanto, la masa del paquete no es la única masa que importa.
Y la masa no es el único parámetro de rendimiento.
La capacidad de vibración aleatoria también depende del espectro requerido y de los límites operativos del sistema de agitadores completo.
Dependiendo de la prueba, la comprobación de ingeniería puede incluir:
fuerza, aceleración, velocidad, desplazamiento y frecuencia.
Por eso una afirmación como:
"El paquete pesa 80 kg y la máquina soporta 100 kg."
no termina la selección del equipo.
La mejor pregunta es:
¿Puede el sistema cargado completo reproducir el PSD requerido dentro de sus límites de fuerza, velocidad y desplazamiento?
Esa es la capacidad que importa.
La vibración aleatoria no es lo mismo que el movimiento simulado de transporte
La palabra transporte causa muchos errores en la selección de equipos.
Una máquina puede diseñarse para pruebas de vibración en el transporte sin necesariamente ser adecuada para todos los métodos de vibración de transporte.
ISO distingue entre diferentes métodos de vibración para paquetes de transporte completos y llenos. ISO 2247 aborda la vibración sinusoidal fija de baja frecuencia, mientras que ISO 8318 cubre la vibración sinusoidal de frecuencia variable. ISO 13355 aborda la vibración aleatoria vertical.
El método de vibración determina el equipo.
Para ISO 13355, el sistema necesita generar y controlar la excitación aleatoria requerida.
Una configuración electrodinámica típica incluye:
Para ITM-LAB, esto convierte al sistema de pruebas de vibración electrodinámica de la serie RS-V RS-V Series Electrodynamic Vibration Test System la plataforma de equipos relevante para evaluar en aplicaciones ISO 13355, en lugar de seleccionar una máquina de vibración de transporte mecánica simplemente porque su nombre contiene "vibración de transporte".
La plataforma RS-V soporta pruebas de vibración aleatoria y está disponible en configuraciones de múltiples fuerzas. La configuración específica aún debe adaptarse al paquete real, la disposición de la mesa y el perfil de vibración requerido.
El vibrador necesita reproducir un perfil de prueba, no un número estándar.
Eligiendo una configuración RS-V para ISO 13355
Empieza con la muestra.
No es el catálogo shaker.
Dimensiones del paquete
Primero determina cuánta superficie útil de tabla se requiere.
Un cartón de 400 × 300 mm y un paquete industrial grande pueden requerir interfaces de prueba muy diferentes incluso cuando sus masas son similares.
El paquete debe ajustarse con la disposición de sujeción requerida.
Para muestras más grandes, un expansor de cabeza u otra configuración de tabla también puede contribuir al sistema en movimiento y debe considerarse en la evaluación de capacidades.
Paquete lleno Mass
Utiliza la masa de la muestra real de prueba.
Si se prueban varios paquetes simultáneamente, considérese la carga completa de prueba.
Para cargas unitarias, la distribución de masa también puede importar.
PSD requerido
Proporciona el espectro real de vibración aleatoria siempre que sea posible.
Esto es mucho más útil para el ingeniero de equipos que:
"Necesitamos una máquina ISO 13355."
El sistema necesita reproducir un perfil, no reconocer un número estándar.
Rango de frecuencia y GRMS totales
Estos valores ayudan a definir la demanda de vibración, pero ninguno debe considerarse independientemente del PSD.
Un rango de frecuencias por sí solo está incompleto.
Grms por sí solo está incompleto.
Junto con el PSD, describen mucho más del entorno aleatorio que el sistema debe reproducir.
Duración de la prueba
La duración también pertenece al requisito de prueba.
La configuración seleccionada debe operar bajo la condición de prueba requerida para la exposición especificada.
Contención y Accesorio
Cualquier cosa que se mueva con el vibrador contribuye a la masa en movimiento.
La rigidez y geometría de los accesorios también pueden afectar al sistema cargado.
Inclúyelos en la evaluación del equipo.
Fuerza, Velocidad y desplazamiento
Una vez conocida la configuración móvil y el perfil aleatorio requerido, el sistema seleccionado puede comprobarse frente a sus límites dinámicos correspondientes.
Aquí es donde la selección del equipo se convierte en una tarea de ingeniería en lugar de una comparación de carga útil.
El ITM-LAB Serie RS-V incluye configuraciones de vibración electrodinámica que cubren aproximadamente 980–9.800 N fuerza aleatoria, con configuraciones de controlador de vibración, soporte y mesa disponibles según el requisito de prueba.
Para una aplicación ISO 13355, la configuración final del RS-V debe verificarse frente al perfil aleatorio vertical requerido vertical aleatorio, la carga total en movimiento y la disposición de la tabla antes de la selección.
ISO 13355 Hoja de ruta de selección del sistema de pruebas de vibración aleatoria
La forma más fiable de especificar el equipo es trabajar hacia fuera desde el paquete.
¿Qué información deberías enviar al proveedor del equipo?
No necesitas calcular tú mismo la configuración del shaker antes de solicitar un presupuesto.
Pero "ISO 13355 vibración tester" no es suficiente información para una recomendación fiable.
Un punto de partida útil es:
Paquete / tipo de producto — ¿Qué envías?
Dimensiones del paquete — Longitud × anchura × altura.
Carga del paquete lleno — Incluye el producto y el embalaje.
Cantidad — ¿Un paquete o varios simultáneamente?
PSD perfil — Envía el espectro o la especificación de prueba requerida si está disponible.
Rango de frecuencias — Frecuencias bajas y altas requeridas.
Duración de la prueba — Tiempo de exposición requerido.
Requisito de sujeción / montaje — Si ya está definido.
Especificación aplicable — ISO 13355 más cualquier requisito de cliente o distribución.
Con esas entradas, el proveedor del equipo puede evaluar la disposición de la mesa, la carga en movimiento y la capacidad del vibrador en lugar de adivinar solo por el peso del paquete.
ISO 13355 FAQ
¿Qué es ISO 13355?
ISO 13355:2016 especifica un método para la prueba de vibración aleatoria vertical de paquetes de transporte completos y llenos y cargas unitarias. Puede utilizarse para evaluar la resistencia del envase, la protección del contenido o ambas cosas. La segunda edición actual se publicó en 2016 y fue confirmada durante la revisión sistemática de la ISO en 2021.
¿Qué es PSD en una prueba de vibración de envase?
PSD, o Densidad Espectral de Potencia, describe cómo se distribuye la energía de vibración aleatoria a lo largo de la frecuencia.
Para la definición de la prueba y selección del equipo, se debe considerar el perfil PSD junto con el rango de frecuencias, el Grms total y la duración.
Dos perfiles pueden tener el mismo GRMS global sin tener la misma forma espectral.
¿Qué tipo de máquina de vibración se utiliza para ISO 13355?
ISO 13355 utiliza excitación aleatoria vertical, por lo que el sistema de prueba necesita capacidad de vibración aleatoria controlada.
Un sistema de vibración electrodinámica configurado con el controlador adecuado, acelerómetro e interfaz de prueba es una solución práctica.
Para ITM-LAB, la RS-V Series es la plataforma relevante para configurarse en torno al perfil de vibración aleatoria requerido.
¿Cómo selecciono el vibrador aleatorio correcto?
Empieza con el paquete completo y el perfil de prueba requerido.
Defina las dimensiones del paquete y la masa llena, PSD, rango de frecuencia, Grms total, duración, requisito de tabla y configuración de contención.
Luego verifica el sistema cargado completo en función de la fuerza, velocidad y capacidad de desplazamiento requerida.
No seleccione un agitador solo por la capacidad de la carga útil.
De un Número Estándar a un Sistema de Pruebas Operativo
ISO 13355 define un método de vibración aleatoria vertical para paquetes de transporte.
No hace que todos los paquetes sean iguales.
Un cartón ligero de electrónica y una carga pesada de una unidad industrial pueden requerir pruebas de vibración de transporte, pero exigir requisitos muy diferentes al equipo.
La secuencia práctica de selección es:
Paquete completo → dimensiones + masa → PSD → Rango de frecuencia → grms + duración → tabla + restricción → masa total en movimiento → fuerza / velocidad / desplazamiento → capacidad aleatoria cargada → configuración del vibrador
Seguir esa secuencia evita uno de los errores más comunes en la selección de equipo: elegir un sistema de vibración porque su número de carga útil parece lo suficientemente grande.
El sistema adecuado es el que puede reproducir el perfil de vibración aleatoria requerido con la configuración real de prueba instalada.
¿Necesitas configurar un sistema de prueba de vibración aleatoria ISO 13355?
¿No estás seguro de qué configuración de shaker se adapta a tu paquete?
Empieza con el dimensiones del paquete y masa llena, luego envía a ITM-LAB el perfil requerido PSD, rango de frecuencia, Grms total y duración de la prueba.
Nuestro equipo de ingeniería puede evaluar la carga móvil, los requisitos de mesa y sujeción, el controlador de vibraciones y la capacidad del sistema cargado antes de recomendar una configuración adecuada RS-V Series.
