Prüf- und Messverfahren zur Werkstoffuntersuchung

Transkript

1 Prüf- und Messverfahren zur Werkstoffuntersuchung

2 Prüfeinrichtungen des IMM zur Werkstoffuntersuchung

3 Schenk Hydropuls PSB Hydraulische Universalprüfmaschine Hydropuls PSB mit Instron Steuerung Maximale Kraft: 250 kn Maximaler Weg: 100 mm Maximale Geschwindigkeit: 6000 mm/min (leer) Dehnungsmessung mit GOM oder mit Laserextensometer Belastungsarten Zug / Druck Eingesetzt für Stahl und faserverstärkte Werkstoffe Weggesteuerte, kraftgesteuerte und zyklische Belastungen möglich 3

4 MTS Landmark Bionix Hydraulische Universalprüfmaschine Axiale und torsionale Belastung Maximale Kraft: ± 25 kn Maximales Moment: ± 200 Nm Maximaler Weg: ± 100 mm Maximale Rotation ± 140 Maximale Geschwindigkeiten (leer); 1100 mm/s (axial) 150 /s (torsional) 4 interne Regelkanäle Externe Sollwertregelung möglich 4

5 HP Inspekt Table Blue 100 kn Quasi-statische Spindelprüfmaschine Zug-/Druckprüfung Maximale Kraft: ± 100 kn Dehnungsmessung taktil Kraft- oder dehnungsgeregelte Prüfungen Prüfgeschwindigkeiten (leer) 0,01 mm/min (Minimum) 400 mm/min (Maximum) 5

6 Instron 5566 Quasi-statische Spindelprüfmaschine Zug-/Druckprüfung Maximale Kraft: ± 10 kn Prüfgeschwindigkeiten (leer) 1 mm/min (Minimum) 500 mm/min (Maximum) 6

7 HP Inspekt Table Blue 5kN Quasi-statische Spindelprüfmaschine Zug-/Druckprüfung Zwei Prüfräume Prüfhub bis 1100 mm Maximale Kraft: ± 5 kn Prüfgeschwindigkeiten (leer) - 0,01 mm/min (Minimum) mm/min (Maximum) 7

8 Fallturm Instron Ceast 9350 Prüfarten Zug, Biegung und Durchstoß Geschwindigkeit 0.7 m/s bis 24 m/s Impaktmasse 5.5 kg bis 70 kg Temperierung von -70 C bis +150 C 8

9 Prüfsystem Impetus II für Kunststoffe Pendelschlagwerk der Firma 4a engineering Prüfarten Biegung, Druck und Durchstoß Geschwindigkeiten von 0.7 bis 4.5 m/s Dehnraten bis 200/s durch Variation von Pendelgeschwindigkeit Auflagerabstand Energie von 15 J durch Zusatzmassen bis 1.5 kg Beschleunigungssensoren 5/50/200/400 g Messung von Pendelwinkel über Winkelsensor Beschleunigung am Pendelkopf Beschleunigung am Widerlager 9

10 Pendel Pendel Zwick/Roell RKP450 für dynamische Biegeversuche v = 5.23 m/s Fallmasse 21 kg 10

11 SHP-Bar Split Hopkinson Bar für hochdynamische Druckversuche v max = 15 m/s Dehnraten bis /s Länge: 6 m 11

12 Abschreck- und Umformdilatometer BÄHR DIL805 A/D Aufheizrate bis 4000 K/s Kühlrate bis 2500 K/s Umformkraft bis 25 kn (Zug/Druck) Simulation von Prozessen in der Metallverarbeitung Erzeugen von ZTU-, UZTU-, ZTA-Diagrammen 12

13 Mikroskopie Rasterelektronenmikroskop Zeiss LEO 1450 EDX-Elementanalyse Digitale Lichtmikroskopie Keyence Vergrößerung bis 5000-fach Moderne Auswertesoftware zur Bildnachbearbeitung Elektromotorische Tiefenschärfe 13

14 Analyse der Zusammensetzung O-N-H Schmelzanalysegerät LECO ONH836 Bestimmung von Wasserstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffgehalten in Feststoff-Probekörpern Messbereiche: Sauerstoff von 0,05 ppm bis 5% Stickstoff bei von 0,05 ppm bis 3% Wasserstoff bei von 0,1 ppm bis 2500 ppm Funkenemissionsspektrometer für metallische Werkstoffe Analyse der chem. Zusammensetzung von FE-, Al-, Mg-, Ni-, Co- und Kupferbasiswerkstoffen 14

15 Shaker und Resonanzpulser Shaker-Prüfstand für eindimensionale Beschleunigungen Beschleunigungsprüfstand zur Schwingungsanregung von Kleinbauteilen und Baugruppen Resonanzfrequenzmessung Resonanzpulser für zyklische Versuche Hochfrequente, zyklische, einachsige Lastaufbringung Belastung zugschwellend, druckschwellend oder wechselnd 15

16 Härteprüfgeräte Härteprüfgerät EMCO TEST für Metalle nach Vickers, Brinell und Rockwell C Prüflastbereich 29 bis 7350 N Vollautomatischer Prüfzyklus mit normgerechter Viedeoauswertung Vickers Mikro- / Kleinkraftharteprüfgerät Prüflastbereich 0,1 bis 4 N 16

17 Wärmebehandlung Wärmebehandlungsofen Nabertherm Atmosphärische oder schutzgasgeflutete Probenkammer Wärmebehandlungszyklen programmierbar Maximale Ofentemperatur 1200 C Maximale Bauteilabmessungen 500 mm x 320 mm x 240 mm Heiztischmikroskop Leitz Betrachtung der Gefügeumwandlung bei Wärmebahndlungen Max. Temperatur 1050 C, Argon Spülung 17

18 Zerstörungsfreie Bauteilprüfung (ZfP) Ultraschallprüftechnik für metallische Werkstücke Diverse Ultraschallköpfe für Senkrechtund Schrägeinschallung Phased Array Prüfgerät Schallemissionsanalyse Analysesystem zur Untersuchung von Schallsignalen, die von Bauteilen bei deren Verschleiß oder Versagen aktiv emittiert werden Sensoren im Frequenzbereich von 30kHz bis 1MHz 18

19 Potentiostat und Impedanzspektrometer Untersuchung nasschemischer Korrosionsvorgänge Aufzeichnung von Stromdichte-Potenzialkurven Temperierfähige Probenzelle Messung des Kontaktkorrosionsverhaltens Impedanzspektroskopie PH-Wert Messung 19

20 Salzsprühnebelkammer Erichsen Corrocompact 613 / 617: Salzsprühnebelprüfungen nach DIN EN ISO 9227 Maße Prüfkammer 1300 x 978 x 1355 mm Klimawechseltests, temperierbar bis 60 C, Luftfeuchte bis 95 % 20

21 Prüfstand Spannungsrisskorrosion Kraft- oder dehnungsgeregelte Prüfung Maximale Kraft 7500 N Antriebsstrang: Schrittmotor mit Kugelspindel Taktile Messung der Rissaufweitung Prüfung in beliebigem flüssigem Korrosionsmedium Gekerbte und rissbehaftete Probe unter Zugbelastung im Medium 21

22 Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA) Mettler Toledo DMA/SDTA861e zur Ermittlung der frequenz- und temperaturabhängigen Moduli von Polymerwerkstoffen f max = 1000 Hz Temperatur -150 C bis 500 C Spitzenkraft 40 N Belastungsmoden: Zug, Druck, Biegung, Schub 22

23 Wärmeleitfähigkeit HotDisk TPS1500 Messen der temperaturabhängigen Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität von Kunststoffen und Glas Messbereich Wärmeleitfähigkeit: W/mK Messbereich Temperaturleitfähigkeit: mm²/s Messbereich Wärmekapazität: max 5 MJ/m³K Temperaturbereich: bis 750 C Beispiel: Temperaturabhängige Wärmeleitfähigkeit und-kapazität für Plexiglas 23

24 Bauteilprüfstand Bauteilprüfstand Pneumatikzylinder mit v max = 10 m/s Elektrozylinder für quasistatische Versuche Kraftmaximum 10 kn 24

25 Mess- und Auswerteverfahren des IMM

26 Optische Messung und Auswertung Optisches Messsystem Aramis 3D 12M der Firma GOM Sensor mit 12 Megapixeln Bildrate bei voller Sensorgröße bis 25/s, max 250 /s Dehnungsmessgenauigkeit bis zu 0.01% 26

27 Zeilensensor ZS16A Optische Wegmessung Messbereich: 20 mm Weitere Messbereiche nachrüstbar Hohe Auflösung 1:16000 Hohe Abtastrate: 1000 Hz Nutzbar als Sollwertkanal z.b. dehnungsgeregelte Zugversuche 27

28 HighSpeed-Kamera Sensorgröße 1024 x 1024 Pixel Bildfrequenz bei Vollsensor 4000 /s Bildfrequenz maximal /s Objektive 50 mm & 105 mm verfügbar Beleuchtung mit 700 Watt Spot Trigger durch Prüfmaschine oder User 28

29 HighSpeed-Wärmebildkamera InfraTec ImageIR 5300 Sensorgröße 320 x 256 Pixel Bildfrequenz bei Vollsensor 106 /s Bildfrequenz maximal 3500 /s Integrationszeit x 10-6 s Trigger durch Prüfmaschine oder User Temperaturverteilung beim Highspeed-Zugversuch (Probe aus PVB) 29

30 Soft- und Hardware Rechencluster mit über 400 Kernen LS-DYNA mpp Monte-Carlo-Simulationen ABAQUS Altair HyperWorks Autodesk Inventor SolidWorks 30