An der OST – Ostschweizer Fachhochschule am Campus Buchs SG kommt eine Universalprüfmaschine von ZwickRoell zum Einsatz. Die Allroundline Z100 mit Temperierkammer und berührungsloser Dehnungsmessung ermöglicht den Forschenden die Charakterisierung metallischer Bleche im Temperaturbereich von -80 °C bis 250 °C.
Universalprüfmaschine Allroundline Z100 mit integrierter Temperierkammer für Zugversuche an Metallen bei tiefen Temperaturen
Die Prüfungen liefern temperaturabhängige Fließkurven und r-Werte, die als Basis für die Finite-Elemente-Simulation von Umformprozessen dienen. Grundlage der Prüfungen am Campus Buchs SG ist der Zugversuch nach ISO 6892-3 für tiefe Temperaturen, die r-Werte werden nach ISO 10113 bestimmt. Gerade bei tiefen Temperaturen bietet die berührungslose Dehnungsmessung mit dem Video-Extensometer videoXtens Vorteile. Über digitale Bildkorrelation (2D DIC) wird die Dehnungsverteilung auf der Probenoberfläche sichtbar. Da die Messung ohne Kontakt erfolgt, bleibt die Temperierkammer während des Versuchs geschlossen. Das reduziert die Vereisung im Probenraum und an den Spannzeugen, erhöht die Messstabilität und verbessert die Reproduzierbarkeit.
Die Temperierkammern des Herstellers decken je nach Ausführung Bereiche von -80 °C bis 360 °C ab und reichen damit über die an der OST genutzten 250 °C hinaus. So lassen sich auch Werkstoffe prüfen, die bei höheren Temperaturen umgeformt oder eingesetzt werden, wie etwa in der Automobilindustrie oder im Leichtbau. Die Kammern lassen sich an bestehende Prüfmaschinen nachrüsten und mit verschiedenen Extensometern kombinieren. Auch die Allroundline Z100 ist nicht auf den Zugversuch festgelegt: Im Kraftbereich bis 250 kN führt sie ebenso Druck-, Biege- und zyklische Versuche durch.
Finite-Elemente-Simulationen von Umformprozessen erfordern detaillierte Materialkennwerte, welche über die Standardangaben in Werkszeugnissen hinausgehen. Dazu zählen vollständige Fließkurven, r-Werte zur Beschreibung des anisotropen Verhaltens dünner Bleche sowie Versagenskriterien unter extremen Temperaturen.
Quelle: Zwick Roell
