Mechanische Prüfungen

Anwendungsgebiete

Die Beurteilung der Eignung innovativer Materialien für Einsatzgebiete wie beispielsweise das Bauwesen, den Maschinenbau oder die Photovoltaik erfordern grundlegende experimentelle Untersuchungen zur Bestimmung der Materialkennwerte und der Festigkeiten. In der Kleb- und Kunststofftechnik werden daher zahlreiche mechanische Untersuchungen an reinen Materialprüfkörpern, Fügeteilen, Laminaten und geklebten Verbindungen durchgeführt. Die Prüfszenarien sollen dabei möglichst exakt die realen Beanspruchungen abbilden. Deshalb erfolgen Versuche bei unterschiedlichen Temperaturniveaus und Prüfgeschwindigkeiten sowie unter dynamischen und statischen Langzeitbelastungen.

Methoden

Die Universalprüfmaschine (UPM) ermöglicht durch Zug- und Druckversuche die Materialcharakterisierung und die Festigkeitsprüfung verschiedener Werkstoffe, Materialverbunde und kleinerer Bauteile. Das Standgerät mit einem Prüfrahmen in Zweisäulenausführung erlaubt Prüfungen bis zu einer Maximalbelastung von 50 kN. Die Ausstattung deckt sowohl hinsichtlich der Nennlastbereiche als auch hinsichtlich der verfügbaren Spannzeuge einen breiten Anwendungsbereich insbesondere für die Kleb- und Kunststoffprüfung ab. Mögliche Prüftypen sind unter anderem Zug-, Druck-, Scherkraft-, Durchbiegungs-, Schälungs-, Reiß- und Biegeversuche. Mit dem zwei-axialen Video-Extensiometer lassen sich Verformungen berührungslos messen. Die integrierte Temperierkammer verfügt über einen Temperaturbereich von -70°C bis 250°C, so dass sämtliche Versuche auch bei hohen oder tiefen Umgebungstemperaturen gefahren werden können.

Mit der Elektrodynamischen Prüfmaschine (EPuls) steht ein hochmodernes, hydraulikfreies Prüfsystem zur dynamischen und statischen Prüfung von Werkstoffen und Komponenten zur Verfügung. Das System wird vorrangig zur erweiterten Materialbeschreibung und zur Untersuchung von Materialermüdung eingesetzt. Zyklische Belastungen sind hierbei in einem Nennlastbereich von ± 3 kN und mit Frequenzen von bis zu 100 Hz möglich. Neben der Aufzeichnung von Kraft und Traversenweg erlaubt ein dynamischer Dehnungsaufnehmer die direkte Messung an der Probe. Die Prüfkörper können mit unterschiedlichen Wellenfunktionen wie sinus- oder trapezförmigen Zyklen beansprucht werden. Über die Steuerungssoftware lassen sich diverse Einzelschritte zu komplexen Prüfabläufen kombinieren. Weiterhin kann die Temperaturentwicklung während der Versuche mit Hilfe einer Wärmebildkamera dokumentiert werden.

Die vollautomatische Zeitstandanlage mit 10 Messstellen dient der Untersuchung des Kriechverhaltens von Kleb- und Kunststoffen sowie von kleineren Fügeteilen. Die Belastung von bis zu 10.000 N je Probe wird über ein Hebelsystem und statische Gewichte aufgebracht. Kontergewichtssätze ermöglichen auch äußerst geringe Belastungen von minimal 2 N. Die Dehnungsmessung erfolgt berührungslos mit einer verfahrbaren CCD-Kamera. Die Prüfkammer lässt sich in einem Bereich von -20°C bis 150°C temperieren. Die Anlage ist mit einem pneumatischen Belastungssystem ausgestattet, so dass die Belastung der Proben mit den Gewichten stets gleichförmig erfolgt. Das Einleiten von zusätzlicher Energie in die Probe wird dadurch vermieden, was insbesondere bei duktilem Material entscheidend für die Qualität der Messergebnisse ist. Schockabsorber verhindern eine Impulsübtragung auf benachbarte Prüfstellen im Falle des Versagens einer Probe.