Flexible Materialprüfung und Charakterisierung durch zusätzliche präzise Messungen

Die Materialauswahl spielt in vielen Branchen eine entscheidende Rolle, da Hersteller im Allgemeinen bestrebt sind, Gewicht und Kosten von Fahrzeugen, Maschinen, Konstruktionen und Geräten oder Konsumgütern zu reduzieren.

In den Bereich der strukturellen Integrität gehörende mechanische Eigenschaften von neuen Werkstoffkomponenten, wie Metall, Legierung, Beton, Polymere, Keramik, gegossene Kunststoffe oder hochentwickelte Verbundwerkstoffe, sind wesentlich für die Erreichung eines Optimums an Sicherheit, Betriebsfestigkeit, Flexibilität, Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Leistung, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit.

Wissenschaftler und Ingenieure in Produktdesign, Simulation und Prüfung verlassen sich auf Werkstoffeigenschaften wie Spannung, Dehnung, Zugmodul und Querdehnungszahl. Genaue Daten zu Materialeigenschaften verhindern Ausfälle im Feld und zu erwartende Probleme, bevor sie auftreten.

Daher ist die Prüfung der Materialeigenschaften ein wichtiger Schritt, um zu verstehen, wie Ihr Werkstoff sich unter einer Vielzahl von Spannungen verhalten wird. Sie wird üblicherweise mit Prüfsystemen durchgeführt, die die vielen ISO- und ASTM-Standards erfüllen. Es wird jedoch dringend empfohlen, zusätzliche Sensoren hinzuzunehmen, da dies zu einem noch besseren und genaueren Verständnis der Struktureigenschaften beiträgt.

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Testen von Werkstoffen oder Coupons– was ist das?

Die Materialprüfung gliedert sich in verschiedene Kategorien zur Bestimmung von Eigenschaften oder Merkmalen hinsichtlich der Beeinträchtigung durch mechanische, thermische und elektrische Faktoren sowie Korrosion, Strahlung und biologischen Verfall.

Die mechanischen Prüfverfahren lassen sich in zerstörende und zerstörungsfreie Materialprüfungen unterteilen:

  • Zerstörende Prüfung: Zufällige Proben werden so stark belastet, dass sie zerstört werden. Dies dient der Ermittlung der Höchstlast und des Verhaltens unter dem Einfluss dieser Last.
  • Zerstörungsfreie Prüfung: Werkstücke des Materials werden getestet, ohne sie zu zerstören.

Eine weitere Klassifizierung der Prüfverfahren erfolgt nach der Art der Belastung:

  • Statische Tests: Lasten (Zug-, Druck- oder Biegelasten) wirken sehr langsam oder konstant auf eine Materialprobe.
  • Dynamische Tests: Die Probe wird einer abrupten Last ausgesetzt oder einer Last, die periodisch über einen längeren Zeitraum wirkt.
  • Zyklische Tests: Die Probe wird wiederkehrenden, anschwellenden oder Wechsellasten ausgesetzt, zum Beispiel in sinusförmiger Form.
  • Schlagversuche: Die Probe wird einem Schlag ausgesetzt wie bei einem Kerbschlagbiegeversuch (Charpy test).

In einem Zugversuch wird der Probenstreifen bis zu seinem Bruchpunkt auseinandergezogen. Basierend auf den Werkstoffeigenschaften erhalten Sie ein echtes Verständnis des Materialverhaltens, d.h. wie viel Energie es absorbieren kann, so dass Sie die Leistung des Produkts in seiner realen Anwendung vorhersagen können. Einige Tests müssen möglicherweise auch in Umweltkammern durchgeführt werden.

Sichere Ergebnisse: Hinzunahme von HBK-Messgeräten

In der Materialprüfung helfen hochgenaue Sensordaten, ein besseres und präziseres Bild der Werkstoffeigenschaften zu gewinnen, und als zusätzliches Plus erhalten Sie detaillierte Testdaten. Die Integration von QuantumX ermöglicht die Überlagerung zusätzlicher Sensordatenquellen und liefert präzise und zuverlässige Ergebnisse.

Die Integration einer HBK-Messkette in Systeme für die Werkstoffprüfung wie MTS, Instron oder Zwick ist einfach. Sie können das Gerät direkt integrieren:

  • In Echtzeit über EtherCAT, PROFINET oder Spannungseingänge
  • Über PC-Software-Integration, zum Messen mit catman Easy
  • Direkt in die Software des Prüfsystems über einfache API-Befehle

Die parallele Installation ermöglicht es Ihnen, auch während des Betriebs der Werkstoffprüfmaschine Sensordaten zu erhalten. Messungen an verschiedenen Stellen auf dem Probenstreifen und auf jeglichem Material sind möglich. Sie erhalten präzise Daten über das Werkstoffverhalten je nach Lasten, Dehnung, Temperatur und, was immer Sie messen möchten.

catman

Erfassen, visualisieren und analysieren Sie Ihre Messdaten einfach und speichern Sie sie in allen gängigen Dateiformaten – online oder nach der Messung. catman ermöglicht auch die Integration von FOM Aramis.


QuantumX

Universelles Datenerfassungssystem, beliebt aufgrund seiner rauscharmen, präzisen Eingänge, Vielseitigkeit und Benutzerfreundlichkeit. Bei der Erfassung relativ kleiner elastischer Bereiche ist eine maximale Auflösung erforderlich.

Typische Sensoren, die verwendet werden können, sind:

  • Elektrische oder optische Dehnungsmessstreifen, wenn hochgenaue Daten benötigt werden
  • Pt100 zur Temperaturmessung und Sensorkompensation in Klimakammern
  • Dehnungssensoren
  • Kamerabasierte stereoskopische Verformungen mittels Triangulation, wenn grobe 3D-Wege, Oberflächendehnung und grafische Bilder benötigt werden

Typische Module im Einsatz:

  • Universalverstärker MX840B unterstützt bis zu 17 verschiedene Sensortypen
  • Universal-Hochgeschwindigkeitsverstärker MX410B für Messungen bis 200 KS/s pro Kanal

HBK bietet die Werkstoffprüfung auch als Serviceleistung an und liefert vollständig charakterisierte und interpretierte Materialparameter, die für die mechanischen FAE- oder CAE-basierte Ermüdungsanalyse mit nCodeDesignLife eingesetzt werden können.

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Möchten Sie sich ein Beispiel anschauen? Zwick Roell integrierte QuantumX und catman in sein Testsystem. Weiterlesen

Kalibrierung

Bei der Kalibrierung einer Werkstoffprüfmaschine werden Referenzmessstellen des Messgeräts mit einem gemäß einem bekannten rückführbaren Standardlabor kalibrierten Referenzsensor verglichen. Viele Hersteller von Materialprüfmaschinen weltweit kalibrieren ihre Sensoren und Maschinen in Produktion und Service mit der Referenzmesskette von HBK.

DMP41 und MGCplus werden überall in der Welt in Laboren wie PTB, NIST und anderen metrologischen Instituten gerne eingesetzt. QuantumX MX238B ist das perfekte tragbare Werkzeug für Kalibrierservices vor Ort beim Kunden. Alle HBK-Geräte können von unserem akkreditierten Labor in Darmstadt auf die DAkkS zurückgeführt werden, wodurch garantiert ist, dass Ihre Kalibrierleistungen präzise und effizient und mit rückführbaren Ergebnissen erfolgen. Ganz egal, ob es sich um statische oder dynamische Materialprüfmaschinen handelt, HBK bietet die perfekte Messlösung.

Durch die gegenseitige Anerkennung nationaler Akkreditierungsstellen gewährleisten wir die weltweite Gültigkeit Ihres Kalibrierzertifikats und Ihrer Messergebnisse. Die Kalibrierverfahren werden durch international anerkannte Standards bestimmt.

Das Gerät selbst kann auch kalibriert werden. Dies bestätigt letztlich die Gesamtgenauigkeit und bestimmt die Rückführbarkeit der Messungen. International anerkannte Standards wurden für die Kalibrierung von Traversengeschwindigkeit und Weg (ASTM E2658 und E2309), Dehnung und Lastrate (ASTM E2309) sowie Messung von Zug- und Druckkraft (ASTM E4), Drehmoment (ASTM E2624) und dynamischer Kraft (ASTM E467) entwickelt.

Alles in allem bietet HBK den passenden Werkzeugsatz, der eine Vielzahl von Kalibrierungs- und Wartungsservices auf höchst effiziente und rückführbare Weise ermöglicht.

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