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Kooperationen mit Universitäten

Regelmäßig unterstützt ZwickRoell Universitäten und Hochschulen bei Bachelor-, Master- oder Doktorarbeiten. In der Regel kann ZwickRoell dem entsprechenden Projekt mit Prüfmitteln aushelfen, die für die wissenschaftliche Arbeit notwendig sind. Darüber hinaus entstehen dabei neue oder verbesserte Prüfverfahren und Produkte, die damit auch das Portfolio der Firma ZwickRoell bereichern. In enger Zusammenarbeit sind dabei in den letzten Jahren enge Kooperationen entstanden. Die Expertise von ZwickRoell in der Materialprüfung und im Maschinenbau zusammen mit der wissenschaftlichen Bearbeitung des Partners an der Universität ergeben so eine enge Partnerschaft. 

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  • Branchenbroschüre: Akademia PDF 4 MB

Mikro-Probenhalter

In den letzten Jahren mehren sich die Anfragen nach Prüflösungen für immer kleinere Proben. Sei es, dass aus Bauteilen Proben entnommen werden, die bedingt durch die Geometrie und Größe des Bauteiles sehr klein ausfallen, oder weil Skalierungseffekte der Materialeigenschaften von Interesse sind. Selbst im Bereich der Normierung sind für verschiedene Werkstoffe bereits standardisierte „Mini“-Proben  definiert.

In diesem Zusammenhang hat ZwickRoell mit der HS Luzern ein gemeinsames Projekt gestartet, um speziell das Probenhandling solcher Mini-Proben zu optimieren. 

Dazu wurde an der HS Luzern in einer Bachelor-Diplomarbeit ein neuartiges Konzept eines Probenhalters für Mikro-Zugproben entwickelt. Neben der Problematik des Probenhandlings wurde in dieser Arbeit auch die Ausrichtung kleiner Proben gelöst.

Spezielle Klemmung mit Linearführung

Um die Probe besser handeln zu können, wird der gesamte Probenhalter aus der Maschine herausgenommen und in einer ergonomischen Position auf einen Tisch gelegt. Die Probe wird auf einem Schlitten positioniert und zentriert in die Spannbacken eingebracht. Danach wir der Schlitten entfernt und der obere Spannbacken an die Probe herangefahren und fixiert.

Nun kann der gesamte Probenhalter über eine spezielle Einhängeaufnahme in die Prüfmaschine eingehängt werden. Durch diese Vorgehensweise, zusammen mit einer Linearführung, werden Schrägzug und andere parasitäre Kräfte minimiert.

Durch den Einsatz eines laserXtens compact HP können selbst kleinste Proben mit Messlängen kleiner 3 mm vollständig mechanisch charakterisiert werden.

Optische Dehnungsmessung

Die direkte Dehnungsmessung ist dabei von besonderer Bedeutung. Eine sehr hohe Auflösung und Genauigkeit ist wichtig, da bedingt durch die Dimension die absolute Verformung oft nur wenige µm beträgt. Daher eignet sich der laserXtens compact HP mit seinen technischen Daten hierfür in idealer Weise. Nur ein berührungsloses Messsystem kann an Proben dieser Dimension sichere und verlässliche Messergebnisse liefern.

Das untere Bild zeigt eineTitanlegierungsprobe vom IISc Bangalore mit vollständiger Spannungs- Dehnungskurve. Die schwarze Kurve ist mit dem laserXtens compact gemessen, die rote Kurve mit der Fahrtraverse.

Biax-Prüfvorrichtung

Aus einer Veröffentlichung, die die Nihon University zum ZwickRoell Science Award 2011 eingereicht hat,  hat ZwickRoell die Idee aufgenommen, eine Vorrichtung für einen Biax-Zugversuch zu bauen. Anders als bei einer üblichen Biax-Prüfmaschine wird der mehraxiale Spannungszustand in eine Universalprüfmaschine mittels einer Umlenkvorrichtung realisiert.

Eingebaut in einer Standardprüfmaschine wird eine Druckkraft über 4 Arme in eine Kreuzzugprobe in X- und Y-Richtung eingeleitet. Die Kräfte werden hierbei über 4 Kraftaufnehmer, die Verformung der Probe über ein video- oder laserXtens System von unten aufgenommen.

Kontinuierliche Weiterentwicklung

Damit lassen sich sowohl Fx, Fy, εx und εy sowie alle daraus abgeleitete Größen ermitteln. Diese Vorrichtung erfüllt darüber hinaus alle Voraussetzungen der im Jahr 2014 veröffentlichten ISO 16842 „Metallic materials - Sheet and strip - Biaxial tensile testing method using a cruciform test piece“.

Am utg der TU München wird unter anderem an einem Prototypen die Einsatzmöglichkeiten dieses Versuchsaufbaus für weitergehende Untersuchung zur Umformbarkeit von Blechen getestet. Ziel der Untersuchungen ist es, herauszufinden, inwieweit dieser Aufbau geeignet ist, die Grenzformänderung von Blechen zu bestimmen. Dazu wird sowohl die Probengeometrie, die in der ISO Norm vorgegeben ist, als auch der Versuchsaufbau optimiert. www.utg.de

Video: Biax Prüfvorrichtung

Zusammenarbeit mit weiteren Universitäten und Industriepartnern

Zusammen mit der Firma GOM wurden erste Untersuchungen mit einem ARAMIS System durchgeführt, um mit einer Probengeometrie aus der ISO16842 die Dehnungsverteilung aufzuzeigen. Aus diesen ersten Messungen ist dann eine enge Zusammenarbeit mit der TU München entstanden.

Wir suchen und finden für jede Ihrer Anforderung die optimale Prüflösung.

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Wir beraten Sie gerne!

 

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