Tension Testing

Die Zugprüfung, auch Zugversuch genannt, ist eine mechanische Kernprüfung, mit der ermittelt wird, wie sich ein Material verhält, wenn es einer einachsigen Zugkraft ausgesetzt wird. Dabei werden Eigenschaften wie Festigkeit, Dehnbarkeit und Elastizität unter kontrollierten Bedingungen gemessen. Es wird eine stetig zunehmende Zugkraft ausgeübt, bis die Probe versagt. Dabei werden Daten wie Streckgrenze, Bruchfestigkeit, Bruchdehnung und Elastizitätsmodul ermittelt.

Während der Prüfung wird die Probe sicher in Klemmen oder Vorrichtungen gehalten und entlang ihrer Längsachse belastet. Eine genaue Ausrichtung und ein festes Einspannen sind unerlässlich, um ein Verrutschen oder eine ungleichmäßige Belastung zu vermeiden, die die Ergebnisse beeinträchtigen könnten. Die Wahl des Spannzeugs hängt von der Art und dem Verhalten des Materials ab, ob es spröde, duktil, starr oder flexibel ist.

Zugprüfungen unterstützen die Qualitätssicherung, die Produktentwicklung und die Einhaltung von Vorschriften in vielen Branchen. In der Materialforschung ermöglicht sie eine präzise Charakterisierung der Leistung unter Belastung und hilft Ingenieuren bei der Auswahl oder Verbesserung von Materialien für bestimmte Anwendungen.

In der Produktentwicklung wird bestätigt, dass die Komponenten vor der Produktion die mechanischen Leistungsanforderungen erfüllen. Bei der Qualitätskontrolle in der Fertigung wird überprüft, ob die Teile den Spezifikationen entsprechen. In sicherheitskritischen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilbranche und der Medizintechnik ist die Dokumentation der Zugfestigkeit häufig eine Voraussetzung für die Einhaltung der Vorschriften. Reproduzierbare, rückverfolgbare Ergebnisse sind für die Produktvalidierung und die Erfüllung von Auditanforderungen unerlässlich.

Prüfung der Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeitsprüfung erfolgt nach etablierten internationalen Normen wie ISO 527 und ASTM D638 für Kunststoffe, ASTM D882 für dünne Folien, ISO 37 für Gummi und Elastomere und ISO 7500-1 zur Überprüfung der Maschinengenauigkeit.

Die Proben werden in Standardformen vorbereitet, z. B. Hundeknochenprofile für Kunststoffe, flache Streifen für Metalle oder Längen von Drähten oder Kabeln. Nach dem Einspannen in die Spannzeuge wird die Probe ausgerichtet, um Biegespannungen zu vermeiden. Die Prüfmaschine übt eine kontrollierte Zugkraft bei konstanter Traversengeschwindigkeit bis zum Bruch aus. Kraft und Dehnung werden während der gesamten Prüfung aufgezeichnet und ermöglichen die Berechnung von Zugfestigkeit, Streckgrenze, Elastizitätsmodul und prozentualer Dehnung. Spannungs-Dehnungs-Kurven geben einen detaillierten Überblick über die Leistung.

Zu den geprüften Materialien gehören Kunststoffe, Metalle, Gummi, Verbundwerkstoffe und dünne Folien, wobei die Prüfparameter für jedes Material angepasst werden. Die typischen Kräfte reichen von einigen Newton für dünne Folien bis zu mehreren zehn Kilonewton für Strukturmetalle.

Adhäsions- und Schälprüfungen

Adhäsionsprüfungen messen die Haftfestigkeit zwischen Materialien wie Laminaten, Klebstoffen, Folien und Bändern. Zu den gängigen Methoden gehören 90-Grad- und 180-Grad-Schälversuche, die in Normen wie ASTM D3330 und ISO 8510 definiert sind. Bei der 180-Grad-Schälung wird das geklebte Material vollständig gegen sich selbst abgezogen. Bei der 90-Grad-Methode wird der Schälwinkel in einem rechten Winkel gehalten.

Diese Tests werden häufig in der Verpackungs-, Elektronik- und Verbundstoffindustrie eingesetzt, um eine gleichbleibende Klebeleistung zu bestätigen. Bei medizinischen Verpackungen beispielsweise tragen sie dazu bei, dass sterile Versiegelungen bis zum vorgesehenen Öffnen intakt bleiben.

Prüfvorrichtungen und Griffe

Die Zuverlässigkeit der Ergebnisse hängt von der Wahl der richtigen Spannvorrichtung ab. Pneumatische Spannzeuge bieten einen schnellen, gleichmäßigen Spanndruck für Prüfungen mit hohem Durchsatz. Keil- oder Schraubstockklemmen bieten sicheren Halt für hochfeste Materialien. Selbstspannende Spannzeuge passen sich an Änderungen der Probendicke während der Prüfung an und verringern das Risiko des Verrutschens.

Die Auswahl der richtigen Kraftmessdose ist für die Genauigkeit ebenso wichtig. Die Traversengeschwindigkeit muss entsprechend der jeweiligen Norm eingestellt werden, um vergleichbare Ergebnisse zu gewährleisten.

Wichtige Normen

• ISO 527 - Zugfestigkeitsprüfung von Kunststoffen, einschließlich Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und Dehnung
• ASTM D638 - Zugfestigkeitsprüfung von Kunststoffen für den US-Markt
• ASTM D882 - Zugeigenschaften von dünnen Kunststoffbahnen und -folien
• ISO 37 - Zugspannungs-Dehnungseigenschaften von Gummi und Elastomeren
• ISO 7500-1 - Überprüfung von Zugprüfmaschinen hinsichtlich der Genauigkeit der Kraftmessung
• ASTM D3330 und ISO 8510 - Prüfung der Schälhaftung von verklebten Folien und Bändern

Darüber hinaus gibt es branchenspezifische Normen für Anwendungen wie die Siegelnahtfestigkeit von Verpackungen oder die Zugprüfung von Befestigungselementen in der Luft- und Raumfahrt.

Mit Spezifikationen auf dem Laufenden bleiben

Normen werden in regelmäßigen Abständen aktualisiert, um neuen Forschungsergebnissen, verbesserten Methoden und Branchenanforderungen Rechnung zu tragen. Die Aufrechterhaltung der Konformität ist essentiell für die Glaubwürdigkeit und die Bereitschaft für Audits. Mecmesin-Systeme können mit vorprogrammierten, aktuellen Testmethoden geliefert werden, um Rückverfolgbarkeit, Wiederholbarkeit und die konsequente Einhaltung von Standards zu gewährleisten.

Präzision und Flexibilität

Mecmesin bietet eine große Auswahl an Systemen für das Testen von Spannungen an, vom manuell betriebenen MultiTest-dV für Kleinserien oder Feldtests bis hin zum vollautomatischen OmniTest für hochpräzise Laborarbeit. Die Systeme decken Kräfte von 2 N bei empfindlichen Folien bis zu 50 kN bei hochfesten Metallen ab. Die VectorPro-Software ermöglicht die Datenerfassung in Echtzeit, die Analyse und die automatische Berichterstellung in standardisierten Formaten.

Kundenspezifische Spannvorrichtungen und Anpassungsfähigkeit

Einige Anwendungen erfordern maßgeschneiderte Griffe oder Einspannvorrichtungen, um einzigartige Formen oder zerbrechliche Materialien zu bearbeiten. Mecmesin kann kundenspezifische Lösungen entwerfen und herstellen, um akkurate, wiederholbare Tests für unregelmäßige Proben oder komplexe Geometrien zu ermöglichen.

Integration von Standards und Automatisierung

Die Systeme können mit Testmethoden vorkonfiguriert werden, die auf ASTM-, ISO- oder BS EN-Standards ausgerichtet sind, um sicherzustellen, dass die Bediener die Tests jedes Mal mit den richtigen Parametern durchführen. Batch-Prüfsequenzen und Automatisierungsoptionen tragen zur Verbesserung des Durchsatzes und zur Minimierung von Bedienerfehlern bei.

Technischer Support und globale Reichweite

Mecmesin bietet Kalibrierungs-, Schulungs- und Installationsdienste an, um die Systeme konform und in bestem Zustand zu halten. Ein globales Netzwerk von Service-Zentren und Anwendungsingenieuren unterstützt Kunden in verschiedenen Industrien.

Fertigung und Produktentwicklung

In der Konstruktion und Fertigung wird mit Zugprüfungen die Leistung von Rohstoffen, Bauteilen und Fertigprodukten überprüft. Beispiele hierfür sind die Zugfestigkeit von feinem Kupferdraht in der Elektronik, die Ausreißfestigkeit von Befestigungselementen in der Automobilindustrie und die Belastbarkeit von Aluminiumkomponenten für die Luft- und Raumfahrt.

Verpackungen und Klebstoffe

Zug- und Schälprüfungen bestätigen, dass Siegel, Verschlüsse und verklebte Schichten in Verpackungen die Festigkeitsanforderungen erfüllen. In der Lebensmittel- und Pharmabranche trägt dies dazu bei, die Unversehrtheit von Verpackungen im Hinblick auf Sicherheit und Haltbarkeit zu gewährleisten.

Medizinische und pharmazeutische Geräte

Medizinische Geräte erfordern häufig eine Überprüfung der Haftfestigkeit und Haltbarkeit. Beispiele hierfür sind die Zugprüfung von Katheterschläuchen, die Schälprüfung von klebenden Wundauflagen und die Festigkeitsmessung von Implantatkomponenten.

Spannungsprüfungen sind für die Überprüfung von Produktqualität, Sicherheit und Konformität unerlässlich. Die Wahl der richtigen Methode, das Befolgen anerkannter Standards und die Verwendung von Präzisionsgeräten garantieren zuverlässige Ergebnisse. Für eine Beratung über das am besten geeignete System oder um eine individuelle Testmethode zu entwickeln, sprechen Sie mit einem Anwendungsingenieur von Mecmesin.