Materialprüfung in der Industrie
Die Werkstoff- oder Materialprüfung hängt davon ab, was genau geprüft werden soll. Materialien werden auf ihre Reinheit, Zugfestigkeit, Widerstandsfähigkeit, Robustheit, Viskosität, Langlebigkeit, etc. getestet. Die gängigste Materialprüfung wird mit Zugprüfmaschinen durchgeführt. Dabei wird grundsätzlich zwischen dem zerstörungsfreien und zerstörenden Verfahren unterschieden. Auch Umweltsimulationen und Klimaprüfungen fallen ebenfalls unter Materialprüfungen.
Der Unterschied zwischen den beiden Prüfverfahren wird durch das Material und die Verwendung definiert.
Am Bau ist es notwendig, dass verbaute Materialien getestet werden, ohne dass dabei das Gebäude oder Teile davon zerstört werden. Zerstörende Verfahren werden aber auch bei den noch nicht verbauten Materialien verwendet. Diese können danach nicht mehr verwendet werden. Prüfmaschinen für Zugtests prüfen Materialien auf ihre Festigkeit, Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit. Es wird praktisch so lange gezogen, bis der Prüfwerkstoff reißt. Danach ist er nicht mehr verwendbar. Die Erkenntnisse, die daraus gewonnen werden, können aber für weitere Materialien verwendet werden.
Zu den zerstörenden Materialprüfungen gehören neben den Zugversuchen, Berstversuche, Biegeversuche, Druckversuche, die Gaschromatografie, die Bohrwiderstandsmessung, etc.
Die Anwendungsmöglichkeiten von Universalprüfmaschinen sind vielfältig.
Mit diesen Prüfmaschinen können sowohl Druckversuche, Biegeversuche, Scherversuche, als auch Zugversuche durchgeführt werden. Sie dienen zur Bestimmung von Spannungs-Dehnungs-Diagrammen. Die daraus gewonnenen Kennwerte werden für zukünftige Werkstoffe verwendet. Prüfmaschinen, die Zugtests durchführen, sind darauf ausgelegt, eindimensionale Bewegungsabläufe in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm oder einem Kraft-Weg-Diagramm zu veranschaulichen. Das typische Anwendungsbeispiel ist die Zerreißprobe.
Der Aufbau einer Prüfmaschine für Zugtests sieht wie folgt aus
Diese Prüfmaschinen bestehen aus zwei Spindeln und einer bewegten Traverse. Die Spindeln werden entweder hydraulisch oder elektrisch angetrieben. Die Messung der Dehnung erfolgt durch berührungslose, optische Messsysteme.
Der Trend hinsichtlich der Materialprüfung in der Industrie geht in Richtung Umwelttechnik.
Systeme zur Prüfung unter Klimaeinflüsse und Temperatur, Prüfmaschinen zur Ermüdungs-Prüfung oder dynamischen Prüfung sowie automatisierte Prüfsysteme gewinnen immer mehr an Bedeutung.
Die Anforderungen für Materialprüfungen sind genau definiert
Universalprüfmaschinen sind als einsäulige Tischmodelle mit 500 N bis hin zu hydraulischen Großlastmaschinen zwischen 300 und 2000 kN auf dem Markt. Die jeweiligen Anforderungen werden in der DIN 51220, der EN ISO 7500-1, der ISO 5893 sowie der DIN EN ISO 6892-1 näher erläutert.
Die Anwendungen der Universalprüfmaschinen hängen von den Anforderungen ab.
Zugprüfmaschinen dienen zur Erstellung der Kraft-Weg-Diagramme sowie Spannungs-Dehnungs-Diagrammen. Universalprüfmaschinen werden dann gebraucht, wenn eine Vielzahl von Materialanforderungen getestet werden sollen. Prüfmaschinen für Zugtests sind hauptsächlich auf Zerreißproben und ähnliches ausgelegt.
Jegliche Materialien können mit diesen Maschinen geprüft werden.
Metalle werden hauptsächlich auf Robustheit und Abrieb getestet. Kunststoffe auf chemische oder thermische Eigenschaften, aber auch auf Zugfestigkeit oder Viskosität. Gummi oder Kautschuk hingegen werden fast immer auf ihre Stabilität und Zerreißbarkeit geprüft.
