정확한 측정을 통한 재료 테스트와 특성평가의 유연성 강화

제조업체들이 차량, 기계, 구조와 장치 또는 일반 소비재의 경량화와 비용 절감을 모색함에 따라, 재료 선택은 많은 산업 분야에서 중요한 부분을 차지합니다.

금속, 합금, 콘크리트, 폴리머, 세라믹, 성형 구조 플라스틱 또는 고급 복합재 등 새로운 재료 구성요소의 기계적 특성은 구조적 무결성의 영역의 일부로서 최적의 안전, 내구성, 유연성, 강도 대 중량비, 성능, 신뢰성과 비용 효과성을 달성하는 데 필수적입니다.

제품 설계, 시뮬레이션과 테스트 분야의 과학자와 엔지니어는 응력, 변형률, 인장 탄성률과 포아송비(Poisson’s ratio) 등과 같은 재료 특성을 중요시합니다. 정확한 재료 특성 데이터는 현장에서 오류를 방지하며 문제가 발생하기 전에 예측할 수 있도록 합니다.

따라서, 재료 특성 테스트는 다양한 응력이 작용할 때 재료 성능이 어떤지를 이해하기 위한 중요한 단계입니다. 재료 특성 테스트는 일반적으로 다양한 ISO와 ASTM 기준에 적합한 테스트 장치를 사용하여 실행합니다. 그러나 추가 센서는 구조적 특성을 더욱 명확하고 정확하게 이해하는 데 도움이 되므로 사용을 적극 권장합니다.

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재료 특성, 시편(시험재) 테스트는 무엇입니까?

재료 테스트는 기계적, 열적, 전기적, 부식, 방사선과 생물학적 열화 등에 관련하여 해당 재료의 특성 또는 특징을 규명하는 5개 주요 범주로 분류합니다.

기계적 테스트 방법은 파괴, 비파괴 재료 테스트로 분류할 수 있습니다.

  • 파괴 테스트: 무작위 샘플을 과도하게 로드하여 파괴합니다. 이는 최대 하중을 파악하고 이러한 하중의 영향을 받는 재료의 움직임을 파악하기 위해 사용합니다.
  • 비파괴 테스트: 재료의 공작물(workpiece)을 파괴하지 않고 테스트합니다.

테스트 절차의 추가적인 분류는 하중 유형을 기반으로 합니다.

  • 정적 테스트: 하중(인장, 압축 또는 굽힘 하중)은 재료 샘플에 매우 느리게 또는 지속적으로 작용합니다.
  • 동적 테스트: 샘플은 갑작스러운 하중이나 장기간에 걸쳐 주기적으로 작용하는 하중의 영향을 받습니다.
  • 주기적 테스트: 샘플은 예를 들어 정현파 형태의 반복 하중, 팽창 하중 또는 교번 하중 사이클의 영향을 받습니다.
  • 충격 테스트: 샘플은 샤르피 테스트(Charpy test)에서와 같이 충격의 영향을 받습니다.

인장 시험에서, 시편 파괴 점에 도달할 때까지 시편을 당깁니다. 재료 특성에 기초한다면 재료의 움직임과 재료가 흡수할 수 있는 에너지 양을 정확하게 이해할 수 있으므로, 실제적으로 적용되는 제품의 성능을 예측할 수 있습니다.  일부 테스트는 환경 챔버(environmental chamber) 안에서 실행해야 할 수 있습니다.

신뢰할 만한 결과: HBK 측정 장비를 추가적으로 사용

될 뿐만 아니라 더욱 자세한 테스트 데이터를 추가적으로 획득하는 데 유용합니다. QuantumX를 통합하면 센서 데이터 소스를 추가적으로 확보하고 정확하고 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있습니다.

QuantumX를 통합하면 센서 데이터 소스를 추가적으로 확보하고 정확하고 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있습니다. HBK 측정 체인은 MTS, Instron 또는 Zwick등 재료 테스트 시스템에 쉽게 통합될 수 있습니다. 장치를 직접 통합할 수 있습니다.

  • EtherCAT, PROFINET 또는 전압 입력을 통한 실시간 통합

  • PC 소프트웨어 통합을 통해, 병렬 융합 데이터 파일에서 ‘catman Easy’로 측정

  • 간단한 API 명령을 통해, 테스트 장비 소프트웨어에 직접 연결

병렬 설치를 통해 재료 테스트 장비가 작동하는 동안에도 센서 데이터를 획득할 수 있습니다. 시편의 다양한 위치와 모든 자료에 대한 측정이 가능합니다. 하중, 변형률, 온도와 측정하려는 모든 대상에 따라 재료의 움직임에 대한 정확한 데이터를 획득할 수 있습니다.


또한, HBK는 모든 재료 특성을 전체 데이터 관리와 협업 도구인 Aqira의 재료 데이터베이스에 통합할 수 있도록 재료 테스트와 테스트  평가를 서비스를 제공하기 때문에 nCodeDesignLife를 사용하여 서버 기반 스트리밍 데이터 처리를 수행할 수 있습니다.

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샘플을 보고 싶으십니까? Zwick Roell은 QuantumX와 catman을 테스트 시스템에 통합했습니다. 자세히 보기

교정

재료 시험 장비를 보정할 때, 측정 장치의 기준점은 추적 가능한 알려진 표준 실험실에서 보정된 기준 센서와 비교합니다. 전세계의 많은 재료 테스트 장비 제조업체들은  HBK 참조 측정 체인을 사용하여 생산과 정비 중인 센서와 장비를 교정합니다. 

DMP41MGCplus는 PTB, NIST와 기타 도량 연구소 등 전세계 실험실에서 굳건한 입지를 구축하고 있습니다. QuantumX MX238B는 고객 현장에서 교정 서비스를 위한 완벽한 휴대용 도구입니다. HBK의 모든 장비는 독일 다름슈타트에 소재한 HBK 공인 연구소를 통해 독일 공인교정기관인 DAkkS에서 확인 가능하기 때문에 정밀하고 효율적이며, 추적 가능한 교정 서비스를 수행할 수 있습니다. 정적, 동적 재료 시험 장비 모두에 대하여, HBK는 완벽한 측정 솔루션을 제공합니다.

국가인증기관들 간의 상호인정협정에 따라, HBK는 HBK 교정 인증서와 측정 결과의 전세계적 유효성을 보장합니다. 교정 절차는 국제적으로 인정된 기준으로 결정합니다.

또한, 계기 자체를 보정할 수 있습니다. 이를 통해, 궁극적으로 전반적인 정확도를 증명하고 측정의 추적 가능성을 결정합니다. 크로스헤드 속도와 변위(ASTM E2658과 E2309), 변형률과 부하율(ASTM E2309)의 교정, 장력, 압축(ASTM E4), 토크(ASTM E2624)와 동적 힘(ASTM E467)의 측정을 위해 국제적으로 인정된 기준을 개발하였습니다.

HBK는 매우 효율적이고 추적 가능한 방식으로 다양한 교정과 유지관리 서비스를 가능하게 하는 올바른 도구 세트를 제공합니다.

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