Pengujian Material Dinamis: Drive mana yang tepat untuk kebutuhan saya?
Baik sekrup, sendi pinggul buatan, atau komponen kendaraan – material dan komponennya harus mampu menahan beban dinamis sepanjang masa pakainya. Pertanyaan yang menentukan: Berapa lama material mampu menahan tegangan sebelum mengalami kegagalan? Di sinilah pengujian kelelahan dinamis berperan. Namun, tidak semua mesin uji material sama – terutama pada bagian drive, terdapat perbedaan besar yang memengaruhi tidak hanya hasil pengujian, tetapi juga biaya operasional dan perawatan.
Servohydraulic Ketangguhan retak video Sistem resonansi Video pengujian fatik Linear motor Elektromekanis Torsi Tabel perbandingan Software pengujian Video testXpert RHubungi kami
Servohydraulic: Opsi klasik untuk tuntutan tertinggi
Mesin uji servohidraulik dianggap sebagai standar ketika diperlukan gaya maksimum, fleksibilitas tinggi, dan tugas pengujian yang beragam. Mesin ini bekerja dengan aktuator hidrolik yang dikendalikan oleh katup servo yang presisi. Terutama pada pengujian kelelahan siklus rendah (LCF), pengujian mekanika retak, atau aplikasi yang sangat dinamis seperti uji tarik kecepatan tinggi dan uji tusuk (misalnya sesuai ISO 6603-2 atau ASTM D3763), sistem hidrolik seringkali tidak tergantikan.
Tetapi kekuatan ini ada harganya: Pasokan udara terkompresi permanen pada power pack hidrolik memerlukan banyak energi. Perawatan relatif tinggi karena penggantian oli dan filter serta penggantian selang secara berkala. Tingkat kebisingan tidak boleh diabaikan. Mesin servohidraulik memberikan hasil yang konsisten selama bertahun-tahun dengan perawatan yang tepat, bahkan pada gaya di atas 2.000 kN.
Sistem resonansi: efisiensi energi bertemu frekuensi tinggi
Dalam hal ketahanan terhadap kelelahan dan kelelahan siklus tinggi (HCF), mesin uji resonansi seperti vibrophoremenawarkan alternatif yang menarik.. Berbeda dengan servohidraulik, frekuensi alami spesimen uji dirangsang oleh sistem mekanis. Ini menghasilkan getaran yang diinginkan dengan input energi minimal. Faktanya, konsumsi daya pada sistem resonansi hanya sekitar dua persen dibandingkan dengan mesin hidrolik. Kebutuhan perawatannya juga rendah: tanpa hidrolik, tanpa pendinginan, tanpa katup yang bergerak – namun tetap mampu menangani beban hingga 1.000 kN.
Secara normatif, mesin resonansi sangat cocok untuk uji S-N sesuai DIN 50100 dan mekanika retak sesuai ASTM E399 atau ISO 12106. Dalam kombinasi dengan penjepitan mekanis, mesin ini bahkan dapat mencakup pengujian material statis. Jika Anda ingin secara rutin menguji dalam jumlah besar dengan beban konstan, vibrophore jauh lebih hemat biaya dalam jangka panjang.
Elektrodinamik dengan motor linear: Hening, presisi, bebas oli
Di lingkungan sensitif – seperti pada teknik medis atau industri elektronik – kebisingan rendah dan bebas oli merupakan kriteria utama. Di sinilah mesin uji material elektrodinamik dengan motor linear (misalnya seri LTM dari ZwickRoell) menunjukkan keunggulannya. Mesin ini beroperasi dengan tenang (LTM 1/2/3 sekitar 46 dB(A) pada jarak 1 m), tidak memerlukan pasokan media, dan memiliki kebutuhan perawatan yang rendah. Pada saat yang sama, mesin ini memungkinkan kontrol presisi bahkan pada gaya kecil hingga 10 kN dan frekuensi di atas 100 Hz. Mesin ini sangat relevan untuk pengujian implan sesuai ISO 14801, ASTM F1717 atau ISO 7206, yaitu untuk produk yang harus diuji baik secara dinamis maupun statis. Keunggulan dari perilaku respons cepat dan presisi pada teknologi motor linear juga terlihat jelas pada material baru seperti biokomposit atau senyawa plastik.
Aktuator uji elektromekanis: Jalan tengah
Di antara hidrolik berperforma tinggi dan motor listrik yang sensitif, ZwickRoell juga menawarkan aktuator uji elektromekanis – perpaduan fleksibilitas dan efisiensi energi. Sistem ini sangat menarik ketika dibutuhkan gaya menengah (1 hingga 100 kN), misalnya untuk pengujian busa kursi atau material komposit. Sistem elektromekanis dapat diintegrasikan secara modular, tidak memerlukan pasokan media, dan hanya menimbulkan biaya perawatan minimal.
Jangan lupakan torsi
Tidak setiap beban/load bersifat linier. Sistem torsi digunakan terutama untukimplan atau komponen yang mengalami beban putar. Di sini, ZwickRoell juga menawarkan solusi hidrolik maupun elektrodinamik. Sistem torsi LTM sangat ideal untuk torsi kecil (misalnya 10–100 Nm), sementara versi servohidrolik menawarkan hingga 2.500 Nm – tergantung pada aplikasi dan persyaratan standar.
Perbandingan langsung
Untuk mempermudah pengambilan keputusan, berikut adalah ringkasan dari fitur-fitur terpenting:
 Resonansi (vibrophore) |
| |||
|---|---|---|---|---|
| Rentang gaya (force)/frekuensi | 10 – 2.500 kN hingga 100 Hz | untuk 1.000 kN hingga 285 Hz | 1 – 10 kN hingga 100 (120)Hz | 1 – 100 kN sekitar 1 Hz |
| Torsion | hingga 2.500 Nm | ./. | hingga 100 Nm | ./. |
| Stroke | hingga 400 mm | hingga 6 mm | hingga 60 mm | hingga 400 mm |
| Standar umum | ISO 12106, ASTM E606 | DIN 50100, ASTM E466 | ISO 14801, ASTM F1717 | Serbaguna, digunakan secara efektif |
| Aplikasi | LCF, retak, uji cepat | HCF, ketahanan terhadap kelelahan | Komponen, foil, implan | Komposit, busa |
| Biaya operasional | Tinggi (oli, perawatan, daya) | Sangat rendah | Rendah | Rendah |
Software pengujian yang sesuai – testXpert R
Aplikasi khas untuk perangkat lunak pengujian testXpert R adalah uji kelelahan dan penentuan nilai karakteristik material dinamis. Untuk banyak aplikasi, seperti mekanika fraktur, LCF, tes sekrup atau biomekanik, ini mencakup program uji standar, tetapi juga menawarkan program uji kelelahan sederhana dan editor blok grafis untuk definisi pengujian yang disesuaikan.
Kesimpulan
Pemilihan penggerak yang tepat jauh lebih dari sekadar keputusan teknis – hal ini memengaruhi biaya operasional, akurasi pengujian, efisiensi energi, dan pada akhirnya daya saing. Jika Anda ingin melakukan pengujian secara ekonomis dalam jangka panjang, tidak ada jalan lain selain memahami teknologi penggerak secara mendalam. ZwickRoell menawarkan solusi yang tepat untuk setiap kebutuhan – mulai dari hidrolik berperforma tinggi hingga motor linear yang tenang.
