Hochpräzise Werkstoffprüfung für ein führendes chinesisches Innovationszentrum – ZwickRoell unterstützt die Materials Academy JITRI mit maßgeschneiderten Prüfsystemen
Case Study
- Kunde: Materials Academy - Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI)
- Ort: Suzhou (Provinz Jiangsu), China
- Branche: Akademische Forschung / Prüfdienstleister
- Thema: Aufbau einer Prüfinfrastruktur mit breitem Anwendungsspektrum
August 2025
Die Materials Academy des Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI) vertraut auf die Prüflösungen von ZwickRoell. Für die Ausstattung eines neuen Labors wurden zwei Kappa LA-Spring, eine Kappa Multistation mit Klimakammer und eine Universalprüfmaschine Z010 TEW angeschafft, um ein möglichst breites Anwendungsspektrum abzudecken.
MATERIALS ACADEMY - JIANGSU INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE (JITRI)
Die Materials Academy des Jiangsu Industrial Technology Research Institute (JITRI) wurde im Dezember 2019 in Suzhou gegründet. Träger dieser Einrichtung sind die Provinzregierung Jiangsu, die Chinesische Akademie der Wissenschaften, das China Iron & Steel Research Institute sowie die China Baowu Steel Group. Ziel der Akademie ist die effiziente Überführung materialwissenschaftlicher Erkenntnisse in industrielle Anwendungen. Dazu arbeitet sie eng mit führenden Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen zusammen und integriert Forschung, industrielle Bedarfe und vorhandene Ressourcen in einem umfassenden Innovationssystem.
Die Einrichtung beschäftigt derzeit über 340 Mitarbeitende – darunter Managementpersonal, Projektteams sowie Postgraduierte – und investiert massiv in den Ausbau ihrer technologischen Infrastruktur. Allein für die „Material Characterization Platform“ wurden 600 Millionen RMB bereitgestellt, davon sind bereits Prüfgeräte im Wert von fast 300 Millionen RMB installiert. Die Plattform bietet eine Vielzahl an Dienstleistungen zur Mikrostruktur- und Werkstoffanalyse und ist nach CMA, CNAS sowie NADCAP akkreditiert. In nationalen und internationalen Netzwerken nimmt die Materials Academy eine Schlüsselrolle ein.
Im Rahmen des weiteren Ausbaus wurde ein neues Laborgebäude errichtet, das als zentrales Element für Forschung und industrielle Anwendungen dient. Ziel war es, dort eine umfassende Prüfinfrastruktur zu etablieren, um verschiedenste Werkstoffe unter normierten Bedingungen testen zu können – von Standardkunststoffen bis hin zu Hochtemperaturlegierungen.
Die ZwickRoell Top Kompetenzen
- Höchste Flexibilität durch eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten
- Optimales Preis-Leistungsverhältnis
- Prüfmaschine mit qualitativ hochwertiger Ausführung und Komponenten
- Erfahrener und renommierter Anbieter von Prüfmaschinen
Die Aufgabe
Mit dem Neubau des Labors stand die Materials Academy vor der Herausforderung, Prüfmaschinen zu beschaffen, die ein breites Anwendungsspektrum abdecken und zugleich höchsten Anforderungen an Präzision, Normkonformität und Langzeitzuverlässigkeit genügen. Es sollten sowohl metallische als auch polymere Werkstoffe getestet werden – unter variablen klimatischen Bedingungen, bei hohen Temperaturen sowie unter statischer und zyklischer Belastung.
Gefordert waren Prüfsysteme für:
- Hochtemperatur-Kriech- und Relaxationsversuche an Metallen,
- Langzeit-Kriechversuche an Kunststoffen unter definierten Klima- und Temperaturbedingungen,
- Zug-, Biege- und komplexe Kombinationsprüfungen an thermoplastischen, elastomeren und folienartigen Proben.
Ein weiterer Anspruch war die Integration in eine moderne Laborumgebung mit flexibler Nutzbarkeit, einfacher Handhabung, automatisierter Auswertung und langfristiger Betriebssicherheit.
Die ZwickRoell Lösung
ZwickRoell lieferte ein umfassendes Prüfsystempaket, das optimal auf die vielseitigen Anforderungen der Materials Academy JITRI abgestimmt ist. Zum Einsatz kommen drei maßgeschneiderte Maschinensysteme:
Kappa LA-Spring 50 kN (2x)
Für Hochtemperaturversuche an metallischen Werkstoffen entschied sich JITRI für zwei Kappa LA-Spring Prüfmaschinen mit einer maximalen Prüfkraft von 50 kN. Die Systeme sind ausgelegt für:
- Kriechversuche mit Dehnungsmessung (nach ISO 204, ASTM E139),
- Bruchtests unter statischer Last,
- Relaxationsversuche mit konstanter Dehnung (nach EN 10319),
- Zeitstandversuche ohne Dehnungsmessung.
Das vielseitige Hebelarm-Zeitstandprüfsystem mit vorgespannter Feder ermöglichen Prüfungen bei Umgebungstemperatur bis zu 1.150 °C direkt an der Probe. Die Dehnungsmessung erfolgt mittels axial ansetzendem kontaktierendem 4-Rod-Extensometer mit variabler Messlänge von 18 bis 100 mm. Die Systeme sind für Langzeitprüfungen bis zu 100.000 Stunden ausgelegt. Verwendet werden vorwiegend Rundproben mit Gewindekopf M12, ausgeführt mit Bündchen (Collars) zur präzisen Fixierung der Extensometer.
Kappa Multistation 5 x 10 kN
Für parallele Kriechprüfungen an Kunststoffen liefert ZwickRoell die Kappa Multistation, eine modulare Lösung mit fünf unabhängigen Prüfstationen à 10 kN. Dieses System ermöglicht:
- Kriechzugversuche gemäß ISO 899-1,
- Biegekriechversuche gemäß ISO 899-2 mit 3-Punkt-Biegevorrichtung,
- Relaxationsversuche mit konstanter Dehnung,
- Benutzerdefinierte Last-Dehnzyklen (inkl. Rampen, Stufen, flexibler Lastverläufe),
- Zug- und Biegeversuche unter variablen Bedingungen.
Die Maschine ist mit einer Klimakammer ausgestattet, die Temperaturen von –40 °C bis +250 °C und relative Luftfeuchtigkeiten von 20 % bis 95 % ermöglicht. Mit diesen Voraussetzungen war es möglich die geforderten speziellen Prüfbedingungen wie 85 °C bei 85 % r.F. abzudecken. Die Dehnungsmessung erfolgt berührungslos - somit ohne Einfluss auf die Probe - mit dem videoXtens, dass auch kleinste Längenänderungen über lange Zeiträume präzise erfassen kann. Hierbei ist jede Prüfachse mit einem berührungslosen Video-Extensometer (videoXtens) ausgestattet, das die Dehnung hochgenau und normgerecht misst – mit Genauigkeitsklasse 1 – auch bei eventuellen Temperaturschwankungen. Die Prüfmaschine ist für eine Prüfdauer bis zu 10.000 Stunden pro Versuch ausgelegt.
Universalprüfmaschine Z010 TEW AllroundLine
Für klassische Prüfaufgaben im mittleren Kraftbereich kommt eine Universalprüfmaschine Z010 AllroundLine zum Einsatz. Diese Universalprüfmaschine ist mit einer Temperierkammer ausgestattet, welche kontrollierte Prüfungen bis +250 °C ermöglicht. Sie ist besonders flexibel für Tests an:
- Technischen und Hochleistungskunststoffen (nach ISO 527-1/-2, ASTM D638),
- Elastomeren und Gummi (nach ISO 37, ASTM D412, ISO 23529),
- Dünnen Folien und Spezialmaterialien.
Die Maschine ist mit modularen Führungen ausgestattet, auf denen die Temperierkammer gleitend montiert ist. Dies erleichtert den Zugang zum Prüfraum sowie die Kombination mit unterschiedlichen Extensometern oder Prüfvorrichtungen. In diesem Fall kommt das makroXtens II als Extensometer zum Einsatz. Das makroXtens II ist ein universelles, hochauflösendes Extensometer für Zug-, Druck-, Biege- und zyklische Prüfungen an Kunststoffen, Composites, Hartschäumen und Metallen, die geringe bis mittlere Probendehnungen aufweisen. Die Auflösung und Messgenauigkeit ist über den gesamten Messbereich sehr hoch (Genauigkeitsklasse 0,5 nach EN ISO 9513). Druck- und Biegeprüfungen sind durch einfaches Wechseln der Messfühler durchführbar. Das Messsystem kann für Messungen innerhalb und außerhalb der Temperierkammer eingesetzt werden, was in diesem Fall ideal ist.
Das Ergebnis
Flexible, vielseitige und nachhaltige Lösung
Mit der maßgeschneiderten Systemlösung von ZwickRoell hat die Materials Academy JITRI ein Prüflabor aufgebaut, das in puncto Vielseitigkeit, Präzision und Normkonformität international Maßstäbe setzt. Die eingesetzten Systeme ermöglichen es, metallische und polymere Werkstoffe unter realitätsnahen Bedingungen zuverlässig zu charakterisieren – ob bei Raumtemperatur, im Hochtemperaturbereich oder unter definierten Klimabedingungen.
ZwickRoell unterstützte JITRI nicht nur durch die Lieferung der Maschinen, sondern auch durch technische Beratung und Applikations-Know-how im Bereich der Langzeitprüfungen. Die Lösung trägt wesentlich dazu bei, das Ziel der Materials Academy zu verwirklichen: Die Entwicklung und Industrialisierung neuartiger Hochleistungsmaterialien auf wissenschaftlich fundierter Basis voranzutreiben.
Die erfolgreiche Implementierung bildet zudem die Grundlage für zukünftige Erweiterungen, etwa in Richtung additiver Fertigung, Funktionswerkstoffe oder automatisierter Prüflösungen für große Serien. Mit dem neuen Prüfzentrum setzt JITRI einen weiteren Meilenstein auf dem Weg zur führenden Innovationsplattform für Werkstofftechnologien in China – unterstützt durch die zuverlässige Prüftechnologie von ZwickRoell.
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