Zugversuch Kunststoff - Ihr Labor für Kunststoffprüfung

Zugversuche für Thermoplaste, Duromere, Elastomere, Thermoplastische Elastomere und andere

In unserem akkreditierten Kunststoff-Prüflabor MPK führen wir für Sie Zugversuche an Kunststoffen in einem Temperaturbereich von -50 °C bis 250 °C durch. 

Als Besonderheit können wir die Poissonzahl (Poisson Ratio) bei verschiedenen Temperaturen bestimmen. Eine weitere Besonderheit ist die Ermittlung von wahren Spannungs-Dehnungs-Diagrammen, beispielsweise für Dimensionierungsaufgaben und konstruktive Auslegung.
Mit unserer jahrzehntelangen Erfahrung und dank umfangreicher und aktueller Technik decken wir ein breites Spektrum an Normen und Prüfverfahren ab, wodurch wir für nahezu alle Kunststoffarten wie Thermoplaste, Duromere, Elastomere, Thermoplastische Elastomere (TPE, TPU usw.) sowie Folien, Laminate oder Faserverbundwerkstoffe Lösungen anbieten können. 

Gerne helfen unsere Experten Ihnen auch bei komplexen Prüfaufgaben oder Problemstellungen.
Sollten Sie nach einer hier nicht aufgeführten Norm oder Werks-/Liefervorschrift prüfen lassen wollen, dann klären wir gerne, ob wir diese realisieren können.

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Grundlagen

Zugversuche gehören in der mechanischen Werkstoffprüfung neben der Messung der Härte zu den am häufigsten durchgeführten Prüfmethoden. Sie dienen zur Charakterisierung des Festigkeits- und Verformungsverhaltens bei einachsiger Beanspruchung.

Zugversuche werden

  •     an bearbeiteten schlanken Prüfkörpern zur Ermittlung des Werkstoffverhaltens unter einachsiger, über den Querschnitt gleichmäßig verteilten Zugbeanspruchung,
  •     an gekerbten Prüfkörpern für die Simulation von mehrachsigen Spannungszuständen – Kerbzugversuch oder auch
  •     an Erzeugnissen wie Drähten, Garnen, Folien, Seilen, Formelementen, Bauteilen oder auch Bauteilgruppen durchgeführt.

Im Zugversuch wird das Werkstoffverhalten

  •     bei stetig zunehmender (stoßfreier) Belastung – „klassischer“ quasistatischer Zugversuch,
  •     bei konstanter ruhender (statischer) Belastung – Standzugversuch,
  •     bei wechselnder Beanspruchung zur Ermittlung der zyklischen Spannungs-Dehnungs-Kurve – LCF (Low Cycle Fatigue),
  •     bei Raumtemperatur,
  •     bei erhöhten Temperaturen,
  •     bei niedrigen Temperaturen,
  •     bei sehr kleinen Prüfgeschwindigkeiten – Kriechzugversuche – oder auch
  •     bei erhöhten Prüfgeschwindigkeiten – Schnellzugversuche

untersucht.

Die im Zugversuch ermittelten Kennwerte

  •     bilden die Grundlage für die Berechnung und Dimensionierung von statisch beanspruchten Bauteilen und Konstruktionen,
  •     werden für die Charakterisierung des Verarbeitungsverhaltens der Werkstoffe benötigt,
  •     dienen in der Qualitätskontrolle für die Beurteilung der Gleichmäßigkeit der Produktion und
  •     werden bei der Werkstoffauswahl für den Vergleich zwischen Werkstoffen und Werkstoffzuständen verwendet.

Wahre Spannungs-Dehnungs-Diagramme, die zumeist im Zugversuch ermittelt werden, sind die Grundvoraussetzung für anspruchsvolle Dimensionierungsaufgaben und die konstruktive Auslegung von komplexen Kunststoffbauteile mittels der Finite Elemente Methode (FEM). Die Konstruktion der wahren Spannungs-Dehnungs-Diagramme basiert auf der Bestimmung der aktuellen und zeitlich veränderlichen Querschnittsfläche sowie der variierenden Ausgangsmesslänge.
Die Zugversuche zur Ermittlung der scheinbaren Spannungs-Dehnungs-Diagramme können für nahezu alle Kunststoffarten wie Thermoplaste und Duromere, sowie Laminate oder Faserverbundwerkstoffe im linear- und nichtlinear viskoelastischen Bereich bis zum Erreichen der Streckgrenze durchgeführt werden.  Durch die simultane Ermittlung der Querkontraktion in Abhängigkeit von der Längsdehnung können bei Bezug auf die aktuelle Querschnittsfläche das wahre Spannungs-Dehnungs-Diagramm und daraus abgeleitete Kennwerte berechnet werden.

Probenvorbereitung

  • Spritzguss
  • Fräsen
  • Stanzen
  • Kerben: einseitig für SENT-Prüfkörper (single edge notch tension) oder zweiseitig für DENT-Prüfkörper (double edge notch tension) für bruchmechanische Untersuchungen
  • Auslagerung in Medien oder künstliche Alterung

Prüfbedingungen

  • Prüfgeschwindigkeit bis 1250 mm/min
  • Temperierung von -50 °C bis 250 °C
  • Durchführen von Temperaturrampen
  • Standardklimatisierung: Normklima (23 °C, 50 % Luftfeuchte)
  • Kräfte von 5 N bis 50 kN
  • Bestimmung der Poissonzahl, auch temperiert möglich
  • Durchführen von Kurzzeitkriechen und Kurzzeitrelaxation
  • Durchführung von zyklischen Versuchen (Kurzzeitversuche, wenige Schwingungen)
  • Prüfung u.a. von Thermoplasten, Duromeren, Elastomeren, Thermoplastischen Elastomeren (TPE, TPU usw.), Folien, Laminaten und Faserverbundwerkstoffen
  • Verschiedene Klemmen entsprechend den Anforderungen vorhanden
B7 – Normgerechte Prüfung von Kunststoffen mit mechanischen Prüfverfahren

Prüfkörpertypen:

  • DIN EN ISO 527-2: Typ 1A, Typ 1B, Typ 1BA, Typ 1BB, Typ 5A, Typ 5B
  • DIN EN ISO 527-3: Typ 1B, Typ 2, Typ 4, Typ 5
  • DIN EN ISO 527-4: Typ 1A, Typ 2, Typ 3 (ohne Zentrierlöcher)
  • DIN EN ISO 527-5: Typ A, Typ B
  • ISO 37: Typ 1, Typ 1A, Typ 2, Typ 3, Typ 4
  • DIN 53504: Typ S1, Typ S1A, Typ S2, Typ S3, Typ S3A

Normen

Akreditierte Normen

  • ISO 37: Rubber, Vulcanized or Thermoplastic – Determination of Tensile Stress – Strain Properties
  • DIN EN ISO 527-1: Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 1: Allgemeine Grundsätze
  • DIN EN ISO 527-2: Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 2: Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen
  • DIN EN ISO 527-3: Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 3: Prüfbedingungen für Folien und Tafeln
  • DIN EN ISO 527-4: Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 4: Prüfbedingungen für isotrop und anisotrop faserverstärkte Kunststoffverbundwerkstoff
  • DIN EN ISO 527-5: Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 5: Prüfbedingungen für unidirektional faserverstärkte Kunststoffverbundwerkstoffe
  • DIN 53457: Prüfung von Kunststoffen – Bestimmung des Elastizitätsmoduls im Zug-, Druck- und Biegeversuch (zurückgezogene Norm)
  • DIN 53504: Prüfung von Kautschuk und Elastomeren -  Bestimmung von Reißfestigkeit, Zugfestigkeit, Reißdehnung und Spannungswerten im Zugversuch
  • DIN 65378: Luft- und Raumfahrt – Faserverstärkte Kunststoffe – Prüfung von unidirektionalen Laminaten – Zugversuch quer zur Faserrichtung

weitere Normen

  • DIN 65469

Ergebnisse

  • Elastizitätsmodul, E-Modul Et
  • Poissonzahl, Poisson-Ratio, Querkontraktionszahl ν
  • Streckgrenze σy
  • Zugfestigkeit σM
  • Reißfestigkeit σM
  • Bruchdehnung εB
  • Spannungs-Dehungs-Kurve

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