Vysoce přesné zkoušení materiálů pro přední čínské inovační centrum – ZwickRoell podporuje Materials Academy JITRI zkušebními systémy na míru
Případová studie
- Zákazník: Materials Academy – Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI)
- Místo: Suzhou (provincie Ťiang-su), Čína
- Oblast použití: Akademický výzkum / poskytovatel testovacích služeb
- Případ: Zkušební uspořádání pro infrastrukturu s širokým spektrem aplikací
srpen 2025
Materials Academy – Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI) má zkušební řešení od ZwickRoell. Aby bylo možné vybavit novou laboratoř a zároveň pokrýt co nejširší spektrum aplikací, byly pořízeny dva stroje Kappa LA-Spring, jeden systém Kappa Multistation s klimatickou komorou a univerzální zkušební stroj Z010 TEW.
MATERIALS ACADEMY – JIANGSU INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE (JITRI)
Společnost Materials Academy of Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI) byla založena v prosinci 2019 v Suzhou. Je podporována vládou provincie Ťiang-su, Čínskou akademií věd, Čínským výzkumným ústavem železa a oceli a ocelářskou skupinou Baowu Steel Group Cílem akademie je efektivně převádět poznatky z oblasti věd o materiálu do průmyslové praxe. To zahrnuje úzkou spolupráci s předními společnostmi, univerzitami a výzkumnými institucemi a integraci výzkumu, potřeb průmyslu a dostupných zdrojů do komplexního inovačního ekosystému.
Akademie v současné době zaměstnává více než 340 osob, včetně manažerů, pracovníků projektových týmů a postgraduálních studentů. Investuje také značné prostředky do rozšiřování své technologické infrastruktury. Na „platformu pro charakterizaci materiálů“ bylo vyčleněno 600 milionů RMB a již byla provedena instalace zkušebních zařízení v hodnotě téměř 300 milionů RMB. Platforma poskytuje široké spektrum služeb v oblasti analýzy mikrostruktury a materiálů a je akreditována organizacemi CMA, CNAS a NADCAP. Akademie materiálů hraje klíčovou roli v národních i mezinárodních sítích.
V rámci dalšího rozšiřování byl vybudován nový laboratorní objekt, který slouží jako centrální prvek pro výzkum a průmyslové aplikace. Cílem bylo vytvořit komplexní testovací infrastrukturu, jež umožní zkoušet širokou škálu materiálů za standardizovaných podmínek – od běžných plastů až po vysokoteplotní slitiny.
Zadání
S výstavbou nové laboratoře stála Akademie materiálů před výzvou pořídit zkušební stroje, které by pokryly široké spektrum aplikací a zároveň splňovaly nejvyšší nároky na přesnost, soulad s normami a dlouhodobou spolehlivost. Zkoušky měly pokrýt oblast jak kovových, tak polymerních materiálů při různých klimatických podmínkách, vysokých teplotách a statickém i cyklickém zatížení.
Požadavky na zkušební systém zahrnovaly:
- Vysokoteplotní krípové zkoušky a zkoušky relaxace napětí u kovů
- Dlouhodobé krípové zkoušky plastů za definovaných klimatických a teplotních podmínek
- Zkoušky tahem, ohybem a komplexní kombinované zkoušky termoplastů, elastomerů a vzorků typu fólie.
Dalším požadavkem byla integrace do moderního laboratorního prostředí s flexibilní použitelností, jednoduchou obsluhou, automatizovaným vyhodnocováním a dlouhodobou provozní spolehlivostí.
Kappa LA-Spring 50 kN (2x)
Pro vysokoteplotní zkoušky kovových materiálů si JITRI zvolila dva zkušební stroje Kappa LA-Spring s maximálním zkušebním zatížením 50 kN. Systémy byly navrženy pro:
- Krípové zkoušky s měřením deformace (podle ISO 1, ASTM E139)
- Zkouška odolnosti se statickým zatížením
- Zkoušky napěťové relaxace při konstantní deformaci (podle EN 10319)
- Krípové zkoušky bez měření deformace
Univerzální systém pro krípové zkoušky s pákovým mechanismem a předepjatou pružinou umožňuje provádět zkoušky při okolní teplotě až do 1 150 °C přímo na zkušebním tělese. Měření deformace zajišťuje axiálně upevněný kontaktní čtyřtyčový extenzometr s variabilní měřicí délkou 18 až 100 mm. Systémy jsou konstruovány pro dlouhodobé zkoušky až do 100 000 hodin. Nejčastěji se používají válcové vzorky se závitovou hlavou M12, navržené s límci pro přesné upevnění extenzometru.
Kappa Multistation 5 x 10 kN
Pro krípové zkoušky plastů dodala společnost ZwickRoell systém Kappa Multistation, který představuje modulární řešení s pěti nezávislými zkušebními stanicemi s kapacitou 10 kN. Tento systém umožňuje:
- Krípové zkoušky podle ISO 899-1
- Krípové zkoušky v ohybu podle ISO 899-2 s přípravkem pro zkoušku tříbodovým ohybem
- Zkoušky napěťové relaxace při konstantní deformaci
- Uživatelsky definované cykly zatížení a deformace (včetně ramp, krokových změn a flexibilních zatěžovacích křivek)
- Zkoušky tahem a ohybem při proměnném zatížení
Stroj je vybaven klimatickou komorou, která umožňuje teploty od -40 °C do +250 °C a relativní vlhkost 20–95 %. Díky těmto parametrům bylo možné splnit požadované speciální zkušební podmínky, například 85 °C při relativní vlhkosti 85 %. Deformace se měří bezkontaktně, což znamená, že zkušební těleso není ovlivněno žádnými vedlejšími vlivy. Používá se systém videoXtens, který umožňuje přesně zaznamenat i ty nejmenší změny délky během dlouhodobých zkoušek. Každá zkušební osa je vybavena bezkontaktním videoprůtahoměrem (videoXtens), který měří deformaci s vysokou přesností a v souladu s normami – s přesností 1 – i při teplotních výkyvech. Zkušební stroj je konstruován pro zkoušky s délkou trvání až 10 000 hodin na jednotlivou zkoušku.
Univerzální zkušební stroj Z010 TEW AllroundLine
Univerzální zkušební stroj Z010 AllroundLine je ideálním řešením pro klasické zkušební požadavky ve středním rozsahu sil. Tento stroj je vybaven teplotní komorou, která umožňuje provádět řízené zkoušky až do +250 °C a nabízí vysokou flexibilitu pro zkoušky:
- Technických a výkonných termoplastů (podle ISO 527-1/-2, ASTM D638)
- Elastomerů a pryží (podle ISO 37, ISO D412 a ISO 23529)
- Tenkých fólií a speciálních materiálů
Stroj je vybaven modulárními vodivými prvky, na nichž je teplotní komora uchycena tak, aby byla posuvná. To usnadňuje přístup ke zkušebnímu prostoru a umožňuje kombinaci s různými snímači deformace či zkušebními přípravky. Jako snímač deformace je zde použit makroXtens II. Jedná se o univerzální průtahoměr s vysokým rozlišením pro tahové, tlakové, ohybové a cyklické zkoušky plastů, kompozitů, tvrdých pěnových materiálů a kovů s nízkou až střední deformací vzorku. Rozlišení a přesnost měření v celém měřicím rozsahu jsou velmi vysoké (přesnost 0,5 dle EN ISO 9513). Zkoušky tlakem a ohybem lze provádět pouhou výměnou ramen snímače. Měřicí systém lze používat jak uvnitř, tak mimo teplotní komoru, což je v tomto případě ideální.
Výsledek
Flexibilní, univerzální a udržitelné řešení
Materials Academy JITRI vytvořila s řešením na míru od ZwickRoell zkušební laboratoř, která stanovuje mezinárodní standardy v oblasti všestrannosti, přesnosti a dodržování norem. Použité systémy umožňují spolehlivě charakterizovat kovové i polymerní materiály za realistických podmínek, ať už při pokojové teplotě, ve vysokoteplotním rozsahu nebo za definovaných klimatických podmínek.
Společnost ZwickRoell poskytla JITRI nejen dodávku strojů, ale i technické poradenství a aplikační expertízu v oblasti dlouhodobých zkoušek. Toto řešení významně přispívá k naplnění cíle Materials Academy. Tím lze vědecky podpořit vývoj a industrializaci nových typů vysoce výkonných materiálů.
Úspěšná realizace navíc vytváří základ pro budoucí rozšíření, například v oblasti aditivní výroby, funkčních materiálů nebo automatizovaného testování pro sériovou výrobu. Nové zkušebním centrum JITRI opět posunulo laťku výš a stalo se přední inovativní platformou pro materiálové technologie v Číně – s podporou spolehlivé zkušební technologie od ZwickRoell.
