Mechanische Prüfungen liefern wichtige Informationen über die Festigkeit, Steifigkeit, Verformbarkeit und Zähigkeit von Kunststoffen. Diese Informationen werden zur Bewertung von Werkstoffeigenschaften in den Bereichen von Material- und Produktentwicklung, Qualitätssicherung und Schadensanalyse eingesetzt. Sie sind entscheidend für die Auslegung und Zuverlässigkeit von Kunststoffprodukten und bilden in allen Bereichen der Kunststofftechnik die Grundlage für Innovationen, Sicherheit und Qualität.

Zugversuch

Die Zugprüfung ist das bekannteste genormte Prüfverfahren um das Verhalten von Materialien unter Zugbelastung zu charakterisieren. Dabei wird der Normprüfkörper in einer Universal-Prüfmaschine beidseitig eingespannt und mit einer konstanten Geschwindigkeit auf Zug belastet bis er bricht. Aus der Kraft-Dehnungs-Kurve wird das Spannungs-Dehnungs-Diagramm berechnet.

Es gibt eine Vielzahl von Variationen des Zugversuchs um Materialien unter Zugbelastung zu untersuchen. Dazu gehören neben der Prüfung bei definierten Temperaturen die Nutzung spezieller Prüfaufbauten.

Schälversuche

Schälversuche wurden entwickelt um das Verhalten miteinander verbundener Materialien während des Ablösens zu charakterisieren. Als Ergebnis wird die Schälkraft aus der Schälkurve ermittelt.

Aufgrund der großen Vielzahl möglicher Anwendungsfälle und Materialien gibt es eine große Bandbreite an Prüfverfahren um die Schälkraft möglichst realitätsnah zu bestimmen. Sehr häufig ist die Charakterisierung des Schälwiderstands (von Klebungen) zwischen einem starren und einem flexiblen Fügeteil. Anwendung finden solche Prüfungen z.B. bei der Bewertung von Folienverbunden oder Klebstoffen von Etiketten oder Schutzfolien in der Verpackungsindustrie. In der Automobilbranche werden diese Schälversuche u.a. durchgeführt um die Verbindung von Dichtlippen und Thermoplastträgern zu bewerten.

Prüfvarianten

  • Zugversuch von Kunststoffen nach DIN EN ISO 527-2
  • Zugversuch an Folien nach DIN EN ISO 527-3
  • Zugversuch an faserverstärkten Kunststoffverbunde nach DIN EN ISO 527-4
  • Bestimmung der Querkontraktionszahl/Poissonzahl nach DIN EN ISO 527
  • Zugprüfung bei variabler Temperatur (-40 °C bis 120 °C)
  • Zugprüfung von weich-elastischen Schaumstoffen nach DIN EN ISO 1798
  • Rollenschälversuch nach DIN EN 1464
  • Weiterreißwiderstand von thermoplastischen Elastomeren (TPE) nach DIN ISO 34-1
  • Schälprüfung für flexibel/starr geklebte Proben (90°-Schälversuch) nach DIN EN 28510-1
  • Schälprüfung für flexibel/starr geklebte Proben (180°-Schälversuch) nach DIN EN 28510-2
  • Schälwiderstand nach DIN EN ISO 22631 (Ersatz für DIN EN 1372)
  • Verbundhaftung von Verpackungsfolien nach DIN 55543-5
  • Klebkraft von Klebebändern nach DIN EN ISO 29862 (Ersatz für DIN EN 1939)


Biegeversuch

Der Biegeversuch ist ein weiteres essentielles Standardverfahren zu Charakterisierung des mechanischen Verhaltens von Materialien. Notwendig ist die Kenntnis des Biegeverhaltens z.B. in den folgenden Anwendungen:

  • Automobil: Stoßfänger, Verkleidungen
  • Möbelbau: tragende Teile wie Möbelbeine oder Regalböden
  • Bauindustrie: Fensterprofile, Kabelkanäle, Rohre, Fassadenelemente
  • Konsumprodukte: Gehäuse und Verkleidungen von Geräten, Sportgeräte wie Rutschen oder Snowboards, Spielzeug


Wesentliche Kennwerte

  • Biegemodul
  • Biegefestigkeit
  • Biegedehnung
  • Biegespannung bei definierter Durchbiegung

Prüfvarianten

  • Biegeprüfung von Kunststoffen nach DIN EN ISO 178
  • Biegeprüfung von faserverstärkten Kunststoffen nach DIN EN ISO 14125
  • Biegeprüfung von weich-elastischen Schaumstoffen nach DIN EN ISO 3386


Druckversuch

Die Kenntnis des Verhaltens unter Druck ist nicht nur für Konstruktionswerkstoffe wichtig. Prinzipiell in allen Branchen werden technische Produkte und Bauteile diversen Druckbelastungen ausgesetzt. Deshalb gibt es verschiedene Prüfverfahren um solche Belastungen realitätsnah zu simulieren. Ein genormtes Standard-Prüfverfahren für Kunststoffe ist der Druckversuch nach DIN EN ISO 604. Dabei wird der zylindrische Probekörper zwischen zwei Druckplatten platziert und mit einer konstanten Geschwindigkeit gestaucht. Die Kraft und Verformung werden dabei kontinuierlich erfasst und in die geometrieunabhängigen Kennwerte umgerechnet.

Wesentliche Kennwerte

  • Druckmodul
  • Druckfestigkeit
  • Druckspannung bei definierter Stauchung

 

Prüfvarianten

  • Druckprüfung von Kunststoffen nach DIN EN ISO 604
  • Druckprüfung von weich-elastischen Schaumstoffen nach DIN EN ISO 3386

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Unser Labor bietet Ihnen in diesem Bereich neben den Standardprüfungen einige spezielle Prüfverfahren an um das mechanische Verhalten von Bauteilen und Normprüfkörpern zu charakterisieren.
Gern unterstützen wir Sie bei der Auswahl eines geeignetes Prüfverfahrens.
Sprechen Sie uns an!

Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit

Bei der Prüfung der Schlagzähigkeit wird – im Gegensatz zum Zugversuch – der Probekörper einer schlagartigen Belastung unterzogen. Wichtig ist eine hohe Schlagzähigkeit vor allem für Bauteile, die Crashbelastungen ausgesetzt, also plötzliche, punktuelle Stöße aufnehmen müssen ohne zu brechen.

Die Prüfung der Schlagzähigkeit nach Charpy (DIN EN ISO 179-1) ist sehr weit verbreitet. Dabei wird der Probekörper horizontal auf zwei Auflagepunkte (Widerlager) gelegt und ein Pendelhammer mit definiertem Gewicht schlägt auf die Probe ein. Die dabei aufgenommene Energie bis zum Bruch des Probekörpers wird gemessen und als Schlagarbeit angegeben. Durch Umrechnung mit der Probekörpergeometrie wird die resultierende Schlagzähigkeit erhalten.

Die Kerbschlagzähigkeit wird ermittelt, indem ein bereits eingekerbter Probekörper der schlagartigen Belastung unterzogen wird.

Prüfvarianten

  • Kerbschlagzähigkeit und Schlagzähigkeit nach Charpy nach DIN EN ISO 179-1
  • Prüfungen im Temperaturbereich von -40 °C bis 23 °C
  • Izod-Schlagzähigkeit nach DIN EN ISO 180
  • Schlagbiegeversuch an Dynstat-Probekörpern nach DIN 53435


Härteprüfung

Mit der Härteprüfung wird die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffs gegen das Eindringen eines Prüfkörpers ermittelt. Dazu wird eine genormte Prüfspitze (Eindringkörper) auf den Probekörper aufgebracht und die Eindringtiefe über einen definierten Zeitraum gemessen. Je nach Härte des zu prüfenden Werkstoffs kommen unterschiedliche Prüfverfahren und Eindringkörper zum Einsatz.

Prüfvarianten

  • Shore-Härte nach DIN EN ISO 48-4
  • IRHD-Härte (Mikrohärte) nach DIN ISO 48-2 an Elastomeren und thermoplastischen Elastomeren
  • Kugeleindruckhärte nach DIN EN ISO 2039-1

 

Gerätetechnik

Universalprüfmaschine Z020, Zwick GmbH & Co. KG

  • Kraftbereich: 10 N bis 20 kN (Klasse 1)
  • mit Temperierkammer (-40 °C bis 120 °C)
  • mit taktilen Dehnungsmessern
  • Verschiedene normkonforme Prüfaufbauten für die oben genannten Prüfmethoden


Universalprüfmaschine Zwicki, Zwick GmbH & Co. KG

  • Kraftbereich: 2 N bis 2,5 kN (Klasse 1)
  • mit optischem Dehnungsmesser


Universalprüfmaschine ZwickiLine, Zwick GmbH & Co. KG

  • Kraftbereich: 0,2 N bis 100 N (Klasse 0,5)


Optisches System ARAMIS (GOM) zur Ermittlung der Querkontraktionszahl im Zugversuch


Pendelschlagwerk CEAST 9050, Instron GmbH

  • mit Temperierkammer (-40 °C bis Raumtemperatur)


Härteprüfgeräte von Bareiss

Werkzeuge zur Herstellung von Normprüfkörpern mittels Fräsen und Stanzen

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Janine Dubiel
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