プラスチック向けの、実際の使用環境下における高精度クリープ試験
ケーススタディー
- お客様：Polymer Service GmbH Merseburg (PSM)
- 所在地：ドイツ、メルゼブルク
- 業界：受託試験、プラスチック業界のラボ
- トピック：Kappa Multistation導入による試験インフラの拡充
Polymer Service GmbH メルゼブルク
2001年の設立以来、Polymer Service GmbH Merseburg（PSM）社は、研究と産業応用が交差する現場において、高分子材料の試験・分析、および損傷解析を行う確立されたパートナーとして活動しています。
構造と特性の相関関係に関する深い知識と、プラスチックの機械的試験および破壊力学試験における数十年の専門知識が、ポリマーの機械的、熱的、物理的特性をターゲットとした評価の基盤を形成しています。この目的のため、PSM社は試験を実施するための強力かつ汎用性の高い装置群を保有しており、これにより多種多様な高分子材料の再現性が高く、規格に準拠した特性評価が可能となっています。
DIN EN ISO/IEC 17025に基づきDAkkS（ドイツ認定機関）から認定を受けた試験ラボを擁するPSM社は、実践的で再現性の高い、規格に準拠した試験結果をお約束し、最新の試験・測定技術の活用において豊富な経験を有しています。既存のメソッドにおける深い知見こそが、材料やアプリケーションに関連する課題に確実に対処し、試験結果を信頼性をもって解釈するための前提条件となります。
研究開発プロジェクトにおいて、PSM社は特に分析および検証業務を担い、材料選定からプロセス評価、コンポーネント特性の保証に至るまで、バリューチェーン全体を通じてプロジェクトパートナーをサポートしています。多数の業界関連プロジェクトへの参加実績と、企業や研究機関との緊密な連携により、PSM社は要求の厳しい試験および開発タスクにおける貴重なパートナーとしての地位を確立しています。
PSM社は長年にわたりツビックローエルの試験システムを使用しており、その信頼性、操作性、そして技術サポートに非常に満足しています。クリープ試験技術を拡充する以前から、同社はツビックローエルの幅広い試験インフラを導入しており、AllroundLine Z050、引張・圧縮試験用の2.5 kN zwickiLine、熱機械的特性値を測定するAmsler HDT/Vicat Allround、押出プラストメータであるMflowのほか、衝撃試験、硬さ試験、万能材料試験用のシステムなどを活用してきました。長年にわたって築かれたこの信頼関係が、Kappa Multistation導入を決定づける重要な要因となりました。
タスク
高分子材料の機械的挙動は、時間および温度に大きく依存します。プラスチック部品は、長期間にわたり機械的負荷や熱的影響にさらされることがよくあります。そのため、お客様は材料やコンポーネントのクリープ挙動、応力緩和、そして長期安定性に関する信頼性の高い情報を必要としています。そのため、包括的な材料特性評価にはクリープ試験や緩和試験が必要であり、これらは一定に定義された境界条件のもとで長期間にわたって実施されなければなりません。要求事項には、高い荷重安定性と温度安定性、数千時間にわたる再現性のある測定条件、そして複数の試験を互いに独立して並行実施できる機能が含まれていました。同時に、試験のスループット、再現性、および規格適合性に対する要求も高まっています。長期にわたる個別試験は、スループット時間を増大させ、実験室のキャパシティを占有するため、プロジェクト期間の延長やコスト増加を招きます。
ツビックローエルのソリューション
これらの要求を満たすため、Kappa Multistation 5 x 10 kNが採用されました。この電気機械式クリープ試験機は、それぞれ10 kNの公称荷重を持つ最大5つの完全に独立した試験軸を同時に運用可能です。モジュール式の設計により、最大10,000時間の試験期間を要する長期試験が可能です。
最大5本のシングルリードスクリュードライブと精密スチールコラムを備えたロードフレームにより、ASTM E1012に準拠した高精度な軸力負荷と再現性のあるアライメントを確保します。駆動技術により、非常に低い試験速度でも安定した試験条件が得られます。
各試験軸には、ISO 7500-1に準拠した精密ロードセルが装備されています。testControl IIによるクローズドループ制御により、試験片が破断した場合でも相互干渉することなく、各軸を独立して制御できます。
PSMにとって、柔軟性が非常に高いことは特に重要です。温度、試験時間、測定量などの試験パラメータを組み合わせることで、顧客固有の試験課題を正確にマッピングできます。恒温槽は−40 °Cから+250 °Cの範囲での試験を可能にし、それによって現実的な動作条件を再現します。ひずみ測定は、ISO 899-1の推奨に従い、videoXtensを用いた非接触式で行われるため、試験片への影響はありません。高解像度カメラが、非常に小さな伸びや長期間の試験であっても、縦ひずみと横ひずみを高精度で記録します。わずかな変形も確実に検出されるため、繊細な試験片や薄肉の試験片には特に有利です。
PSMにとって、使い慣れたtestXpert試験ソフトウェアであることも、実用上の大きな利点です。同ラボでは長年ツビックローエルのシステムを使用しているため、追加のトレーニングを必要とすることなく、Kappa Multistationを既存のプロセスに組み込むことができました。経験豊富な試験エンジニア、標準化された運用プロセス、そしてDAkkS校正のオプションが、ユーザーの安全性、トレーサビリティ、および一貫した高いデータ品質を支えています。
結果
Polymer Service GmbH Merseburgにとって、Kappa Multistationの導入は技術的にも戦略的にも妥当な判断でした。このシステムは、再現性が高く規格に適合した長期試験という厳しい要求を満たしており、幅広い温度・荷重範囲において、プラスチックや複合材料の経時的な材料特性を正確に評価することが可能です。複数のクリープ試験および緩和試験を並列かつ独立して実施することで、ラボの効率は大幅に向上し、既存の試験能力は持続可能な形で拡張されました。
この投資の決め手となったのは、システムの技術的な適合性だけでなく、長年にわたり培われたツビックローエルへの信頼感でした。PSMは長年の協力関係を通じてシステム、ソフトウェア、サポートに精通しており、そのためKappa Multistationを高い確信を持って、既存の試験運用へ直接統合することができました。PSMの顧客は、本システムの導入により、規格適合かつ実践的な試験結果を得ることができます。これにより、材料選定や製品承認、損傷評価といった重要な判断を下すための、信頼性と国際的な比較可能性を備えた確かなデータを提供できるようになりました。Kappa Multistationの導入により、PSMは要求の厳しい長期試験の専門的かつ独立したパートナーとしての地位を強化し、産業界や研究分野の顧客に対して明確な付加価値を提供しています。
”Kappa Multistationの導入により、信頼性の高い規格準拠の長期試験を行うためのコンパクトな試験システムを手に入れました。Kappa Multistationのおかげで、プラスチックに関する当社の専門知識を、要求の厳しい顧客プロジェクトへ的確に活かすことができ、時間依存的な材料特性についても確かな評価を提供できるようになりました。直感的な操作性と安定した制御技術により、長時間の試験でも高い安全性が確保されています。ツビックローエルを選んだ決め手は、長年にわたるシステム利用と技術サポートにおける良好な経験です。
Polymer Service GmbH Merseburgのマネージングディレクター、カトリン・ラインケ博士（Prof. Dr. Katrin Reincke）
