Spaltbarkeit Stärke

Die Spaltfestigkeitsprüfung ist ein spezielles Verfahren zur Bewertung der Fähigkeit eines Materials oder einer Klebeverbindung, Kräften zu widerstehen, die versuchen, das Material entlang einer Verbindungslinie zu spalten. Im Gegensatz zu Zug- oder Scherprüfungen konzentrieren sich Spaltprüfungen auf eine an einem einzigen Punkt oder einer Linie konzentrierte Spannung, die eine hohe lokale Belastung erzeugt, die sich entlang der Verbindung ausbreitet.

Diese Prüfung ist in Branchen wie dem Bauwesen, dem Holzbau und der Klebstoffherstellung von entscheidender Bedeutung, wo konzentrierte Öffnungskräfte zu plötzlichem Bruch oder Versagen führen können. Sie liefert quantifizierbare Daten, um zu beurteilen, ob Materialien oder Klebeverbindungen Betriebsbedingungen standhalten können, die hohe örtliche Spannungen beinhalten.

Die Spaltprüfung ist besonders wichtig für:

• Konstruktionsklebstoffe, bei denen Fugen Schäl- oder Öffnungskräfte auftreten können.
• Holzprodukte, bei denen die Faserstruktur die Spaltfestigkeit beeinflusst.
• Verbundwerkstoff-Baugruppen, bei denen Defekte in der Klebefuge zu Delamination führen können.

Da die Spaltfestigkeitsprüfung zuverlässige, wiederholbare Ergebnisse liefert, hilft sie Ingenieuren und Qualitätsteams, fundierte Entscheidungen über die Materialeignung, Konstruktionsänderungen und die Gewährleistung der Sicherheit zu treffen.

Die genaue und vergleichbare Prüfung der Spaltfestigkeit hängt von der Einhaltung anerkannter internationaler Normen ab.

ASTM D143 für Holz

ASTM D143 spezifiziert Prüfverfahren für kleine, klare Holzproben, einschließlich Spaltprüfungen, um festzustellen, wie sich das Holz unter bestimmten Belastungen entlang der Maserung spaltet. Diese Norm ist im Bauwesen und in der Tischlerei von entscheidender Bedeutung, um zu bestätigen, dass das Holz die Festigkeitsanforderungen erfüllt.

Die wichtigsten Elemente sind:

• Kontrolle des Feuchtigkeitsgehalts.
• Die Einhaltung präziser Probenabmessungen.
• Verwendung von Vorrichtungen, die gleichmäßige Spannungen entlang der Maserung erzeugen.

ASTM D1995 für Klebstoffe

ASTM D1995 bietet eine Methode zur Bestimmung der Spaltfestigkeit von Klebstoffen in Klebeverbindungen. Sie legt fest, wie eine Kraft kontrolliert aufgebracht und die Belastung gemessen werden kann, bei der der Klebstoff unter Spaltbedingungen versagt. Dies wird häufig in der Fertigung angewandt, wo Klebeverbindungen konzentrierten Schälkräften ausgesetzt sind.

ISO 10354 und ISO 15107

ISO 10354 legt Verfahren für die Prüfung von Klebstoffen in starr-starren oder starr-flexiblen Verbindungen unter Spaltbelastung fest.

ISO 15107 befasst sich mit der Dauerhaftigkeitsprüfung von Klebeverbindungen unter Betriebs- und Umweltbelastungen.

Während die ASTM- und ISO-Normen technisch ähnlich sind, beinhalten die ISO-Methoden oft eine zusätzliche Konditionierung der Umgebung vor der Prüfung, um ein breiteres Spektrum an Einsatzbedingungen zu berücksichtigen.

Baumaterialien

Die Prüfung der Spaltfestigkeit wird zur Überprüfung der Integrität von Baumaterialien wie Brettschichtholzträgern, verklebten Fassadenplatten und Verbundkonstruktionen eingesetzt. Bei Holzwerkstoffen wie Brettschichtholzträgern bestätigt die Prüfung, dass die Klebeverbindungen den Spaltkräften standhalten können. Bei Verbundwerkstoffen oder Stahlbeton können Schwachstellen in Oberflächenbehandlungen oder Klebstoffschichten aufgedeckt werden.

Leistung von Klebeverbindungen in der Fertigung

In der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau und in der Elektronikindustrie sind Klebeverbindungen häufig kombinierten mechanischen und umweltbedingten Belastungen ausgesetzt. Mit Hilfe der Spaltprüfung lässt sich feststellen, ob die Klebeverbindungen ihre Leistung beibehalten, wenn sie konzentrierten Öffnungskräften ausgesetzt sind.

Beispiele hierfür sind:

• Strukturelle Klebstoffe in Fahrzeugkarosserieteilen.
• Geklebte Häute in Windturbinenflügeln.
• Versiegelte Gehäuse in elektronischen Geräten, bei denen die Integrität entscheidend ist.

Durch Prüfungen in der Entwurfs- und Validierungsphase können Hersteller die Zuverlässigkeit verbessern und kostspielige Umgestaltungen in der späteren Produktion vermeiden.

Eine Spaltfestigkeitsprüfung erfordert eine präzise Lastaufbringung und eine genaue Kraftmessung an der Trennstelle.

Typischer Aufbau der Ausrüstung

• Eine Universalprüfmaschine wie das OmniTest, das MultiTest-dV oder das MultiTest 5-xt mit feiner Laststeuerung.
• Eine spezielle Spaltvorrichtung, um die Probe sicher zu halten und die Kraft auf die beabsichtigte Spaltlinie zu richten.
• Hochpräzise Kraftmessdosen zur Aufzeichnung der Spitzenkraft.
• VectorPro-Software zur Datenerfassung, Berechnung der Ergebnisse und Erstellung von Berichten zur Einhaltung der Vorschriften.

Anforderungen an das Verfahren

• Die Proben müssen die genauen Kriterien für die Abmessungen und die Oberflächenvorbereitung erfüllen.
• Die Ausrichtung muss sicherstellen, dass die Kraft an der richtigen Stelle und im richtigen Winkel aufgebracht wird.
• Die Prüfungen können in Umweltkammern durchgeführt werden, um Feuchtigkeit, Temperatur oder Alterungseffekte zu simulieren.
• Die Datenaufzeichnung sollte Spitzenlast, Verschiebung und Versagensart (adhäsiv, kohäsiv oder Substrat) umfassen.

Im Holzbau wurde bei der Prüfung von Lamellenbalken festgestellt, dass ein Klebstoff immer wieder zu Substratausfällen führte, da er eine stärkere Verbindung als das Holz selbst aufwies. Ein konkurrierender Klebstoff versagte kohäsiv, was zu einer Änderung der Spezifikation führte, die die Leistung des Trägers verbesserte.

In der Luft- und Raumfahrt wurden Verbundplatten mit Wabenkern gemäß ASTM D1995 und ISO 10354 getestet, um sicherzustellen, dass die Haut-Kern-Verbindungen den Sicherheitszertifizierungsstandards entsprechen. Die Tests bestätigten, dass die Platten den Betriebsbelastungen ohne Delamination standhalten können.

In der Elektronikindustrie wurden bei Spalttests an geklebten wasserdichten Gehäusen Fertigungsverbesserungen festgestellt, die die Integrität der Dichtung bei wiederholter mechanischer Belastung und Umwelteinflüssen aufrechterhalten.

Präzisionssysteme für unterschiedliche Materialien

Mecmesin bietet Testlösungen sowohl für die Spaltfestigkeit von Holz als auch für die Bewertung von strukturellen Klebstoffen. Die Systeme können für kleine Proben oder große Baugruppen konfiguriert werden, wobei eine hohe Messgenauigkeit erhalten bleibt.

Standard-konform und anpassungsfähig

Die Geräte entsprechen den Anforderungen von ASTM D143, ASTM D1995, ISO 10354 und ISO 15107. Vorrichtungen und Softwareroutinen können für spezifische Produktgeometrien und Umgebungsbedingungen angepasst werden.

Integrierte Datenerfassung und Berichterstellung

Die VectorPro-Software automatisiert Berechnungen, wendet Bestanden- oder Nichtbestanden-Kriterien an und erstellt rückverfolgbare Prüfprotokolle für die Einhaltung von Audits.

Globaler Support und Kalibrierung

Mecmesin bietet akkreditierte Kalibrierung, maßgeschneidertes Training und technischen Support weltweit, um konsistente und zuverlässige Testergebnisse zu gewährleisten.

Spaltfestigkeitsprüfungen sind unerlässlich, um die Leistung von Materialien und Klebstoffen in anspruchsvollen Anwendungen zu bestätigen. Ob es darum geht, die Qualität von Holz für strukturelle Anwendungen zu bewerten oder Klebeverbindungen in der Luft- und Raumfahrt oder in der Produktion zu überprüfen, akkurates Testen ist der Schlüssel zu Sicherheit, Zuverlässigkeit und Konformität.

Kontaktieren Sie einen Mecmesin-Ingenieur für fachkundige Beratung zu Spaltfestigkeitstests, Standards und Ausrüstung, um sicherzustellen, dass Sie die richtigen Werkzeuge, Prozeduren und Fachkenntnisse für Ihre Anwendung haben.