Die Notwendigkeit der Werkstoffprüfung selbst dient der Schaffung von Grundlagen für die Konstruktion technischer Produkte und zur Steuerung von Fertigungsprozessen. Die Prüfung von Spezialwerkstoffen wie z. B. Platin und seinen Legierungen findet zusätzlich vor dem Hintergrund hoher Rohstoff- und Verarbeitungskosten statt. Es ist daher selbstverständlich, dass dem ressourcenschonenden Materialeinsatz ein hoher Stellenwert beigemessen wird.
Ein umfassendes Prüfverfahren für moderne Sonderwerkstoffe konfrontiert daher die klassischen Universalprüfanlagen mit neuen Randbedingungen. Neben zeitdiskreten Dauertests bis zu mehreren 1.000 Stunden im Bereich Schwelllast und Relaxation sollte die wirtschaftliche Bestimmung von Zugprüf-Kennwerten oberhalb der Rekristallisationstemperatur der bekannten Eisen- und Nickelbasiswerkstoffe realisiert werden.
Aus den Wünschen des Kunden ging eine Lösung hervor, die einige Besonderheiten bietet. Die Prüfungen erfolgen bei Kräften bis 10 kN und bei Temperaturen bis zu 1.700 °C. Diese Temperaturen werden mit einem an der Prüfmaschine schwenkbar montierten Ofen erzeugt. Diese Anordnung erforderte eine entsprechende Dimensionierung des Arbeitraumes um Platz für den Ein- und Ausbau sowie den geöffneten Zustand zu schaffen. Er gewährleistet darüber hinaus einen gewissen Abstand zwischen Ofen und temperaturempfindlichen Maschinenkomponenten. Der Kraftaufnehmer ist auf der unteren Festtraverse montiert, um ihn nicht dem Luftstrom der aufsteigenden heißen Luft auszusetzen. Etwa 5 – 6 Stunden sind erforderlich um auf eine Prüftemperatur von 1.700 °C aufzuheizen und ebenso lange dauert die kontrollierte Abkühlung. Diese Zeit ließ sich einsparen, indem die obere Fahrtraverse und die Spannmittel mit Durchgangsbohrungen versehen wurden, über die neue Proben zugeführt werden können, ohne den Ofen zu öffnen. Damit die Prüfungen sicher erst starten, wenn die gewünschte Prüftemperatur erreicht ist, wird ein Relais-Schaltsignal aus der Ofensteuerung in der Prüfmaschinensoftware TesTWinner 922 ausgewertet. Im Sinne der CE Richtlinien schließlich ist die Anlage mit einer Sicherheitseinrichtung aus Lochgitter versehen, die vor Verletzungen durch unsachgemäße Handhabung wie Quetschungen oder Verbrennungen schützt.
Das Schmankerl ist die freie Programmierbarkeit der Prüfeinrichtung über die einfache Anordnung vordefinierter Befehle. Dieser andere Ansatz bietet Flexibilität für alle erdenklichen zukünftigen Anwendungen. Hier in diesem konkreten Fall wird z. B. die Datenaufzeichnungsrate ereignisgesteuert verändert. Das heißt, bei Dauerversuchen werden besonders viele Messwerte in denjenigen Augenblicken aufgezeichnet, in denen tatsächlich etwas passiert, wie z. B. eine bestimmte Längenänderung oder ein deutlicher Kraftabfall. In diesen entscheidenden Momenten bietet das System eine extrem hohe Auflösung. In der übrigen Zeit werden weniger Messwerte aufgenommen, um die Datenmenge zu minimieren.
Die Krafteinleitung ist unproblematisch und erfolgt über einfache Schraubklemmen aus Stahl, die sich außerhalb des Ofens befinden.
Test GmbH, Erkrath
QE 572
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