Einführung in Druckversuche mit kurzer Spannweite
Der Kurzzeit-Druckversuch (SCT) ist ein mechanisches Prüfverfahren zur Messung der Druckfestigkeit von Materialien über eine sehr kurze Strecke. Durch das Aufbringen einer Drucklast auf einen kleinen Materialabschnitt ermöglicht der SCT eine genaue Messung der Steifigkeit und Knickfestigkeit ohne den Einfluss der Biegung über eine große Spannweite.
Diese Methode ist besonders wertvoll in Branchen, in denen Materialien im Betrieb Druckkräften ausgesetzt sind. Im Verpackungssektor wird die SCT zur Bestimmung der Festigkeit von Pappe in Kartons und Schachteln verwendet, um sicherzustellen, dass diese beim Stapeln und Transport ihre Form und Integrität behalten. In der Glasfaserindustrie wird die Druckfestigkeit von Glasfaserkabeln geprüft, um sicherzustellen, dass sie die Anforderungen an Haltbarkeit und Zuverlässigkeit erfüllen.
Da sich die Methode auf eine kurze Spanne konzentriert, isoliert sie die tatsächlichen Druckeigenschaften und ist damit ein wichtiges Instrument für Hersteller und Qualitätssicherungs-Teams, die zuverlässige Leistungsdaten benötigen.
Wichtige mechanische Prüfverfahren
Die Druckprüfung mit kurzer Spannweite unterscheidet sich von herkömmlichen Druckprüfungen, da eine minimale Stützlänge verwendet wird, um Biegeeffekte auszuschließen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Ergebnisse in direktem Zusammenhang mit der intrinsischen Druckfestigkeit des Materials stehen.
Das Verfahren umfasst im Allgemeinen die Vorbereitung einer Probe mit Standardabmessungen, das Einspannen in eine Vorrichtung mit einer definierten kurzen Spannweite und das Aufbringen einer stetig zunehmenden Drucklast bis zum Versagen. Bei der Prüfung von Pappe nach ISO 9895 beträgt die Spannweite beispielsweise typischerweise 0,70 mm, was eine präzise Messung der Druckfestigkeit von Materialien mit einem Flächengewicht zwischen 100 und 400 g/m² ermöglicht.
Durch die Eliminierung des Biegeeinflusses liefert die SCT Daten, die eine Vorhersage über die Leistung im Gebrauch ermöglichen, insbesondere bei dünnen Materialien wie hochwertigem Karton oder Ummantelungen von Glasfaserkabeln, bei denen die strukturelle Integrität von der Widerstandsfähigkeit gegen Quetschung abhängt.
Branchenspezifische Prüfnormen
ISO 9895 - Verpackungsmaterialien
ISO 9895 legt das Verfahren zur Bestimmung der Druckfestigkeit von Papier und Karton über einen kurzen Zeitraum fest. Sie definiert die Probengröße, Einspannmethoden und Belastungsraten, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse einheitlich und vergleichbar sind. Diese Norm wird häufig für die Bewertung von Well- und Vollpappe für Versandbehälter, Einzelhandelsverpackungen und Industriekartons verwendet. Die Einhaltung der Norm hilft Verpackungsherstellern, die Festigkeitsanforderungen für Handhabung, Stapelung und Transport zu erfüllen.
EN 60794-1-21 - Lichtwellenleiterkabel
EN 60794-1-21 spezifiziert mechanische Prüfverfahren für Glasfaserkabel, einschließlich Druckprüfungen über kurze Strecken. Das Verfahren simuliert Druckbelastungen, die bei der Verlegung, Lagerung und im Betrieb auftreten. Bei dieser Prüfung wird das Kabel zwischen zwei flachen Platten eingelegt und eine definierte Belastung aufgebracht, um die mechanischen Beanspruchungen im Betrieb nachzubilden. Die Ergebnisse bestätigen, dass das Kabel den zu erwartenden Betriebsbedingungen standhalten kann, ohne dass die optische Leistung beeinträchtigt wird.
Anwendungen der Kurzzeitdruckprüfung
SCT wird häufig in der Qualitätssicherung, Forschung und Entwicklung sowie bei der Materialqualifizierung eingesetzt:
- Verpackung: Messung der Kurzzeit-Druckfestigkeit von Karton, um die Druckfestigkeit von Kartons vorherzusagen und den Schutz beim Stapeln von Paletten zu gewährleisten.
- Glasfasertechnik: Prüfung der Widerstandsfähigkeit von Kabelmänteln und Pufferrohren gegen Quetschungen, Minimierung von Signalverlusten und Verlängerung der Nutzungsdauer.
- Spezielle Materialien: Bewertung von dünnen Laminaten, Folien und Schutzbeschichtungen für Industrie- und Verbraucheranwendungen.
Zum Beispiel zeigt Kraftlinerboard, das mit einer Spannweite von 0,70 mm getestet wird, oft Druckfestigkeiten im Bereich von 5 bis 15 kN/m, was direkt mit der Druckleistung von Kartons in Transportsimulationen korreliert.
Ausrüstung und Verfahren
SCT-Prüfgeräte und -Werkzeuge
Akkurates SCT-Testen erfordert Equipment, das kontrollierte und wiederholbare Lasten anwenden kann:
- Mecmesin OmniTest und MultiTest-dV - universelle Testrahmen, die in der Lage sind, eine präzise Lastaufbringung und Bewegungskontrolle zu gewährleisten und in einer Reihe von Kapazitäten erhältlich sind.
- VectorPro Software - für automatisierte Kontrolle, Kraft-Weg-Datenerfassung und maßgeschneiderte Berichte in Übereinstimmung mit ISO- und EN-Standards.
- Spezielle Spannvorrichtungen mit kurzer Spannweite - zum sicheren Halten der Probe bei minimaler Verformung außerhalb der Druckzone.
Diese Systeme sind so konstruiert, dass sie den einschlägigen internationalen Normen entsprechen und zuverlässige und wiederholbare Ergebnisse gewährleisten.
Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Prüfung
- Probenvorbereitung - Schneiden Sie die Proben auf die in der jeweiligen Norm angegebenen Standardabmessungen zu.
- Einrichten des Spannzeugs - Legen Sie die Probe in das Spannzeug mit kurzer Spannweite ein und achten Sie auf die korrekte Ausrichtung und den Spanndruck.
- Aufbringen der Kraft - Aufbringen einer gleichmäßig ansteigenden Druckkraft mit der angegebenen Geschwindigkeit.
- Datenerfassung - Aufzeichnung der Spitzenkraft beim Bruch und anschließende Berechnung der Druckfestigkeit.
- Analyse - Vergleichen Sie die Ergebnisse mit den Grenzwerten der Spezifikation oder historischen Referenzwerten, um die Einhaltung der Anforderungen zu bewerten.
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