Dynamische materiaaltests: Welke aandrijving is geschikt voor mijn vereisten?
Of het nu gaat om schroeven, kunstheupgewrichten of auto-onderdelen - componenten moeten tijdens hun levensduur dynamische belastingen weerstaan. De beslissende vraag: Hoe lang kan het materiaal deze spanningen weerstaan vooraleer het faalt? Dit is exact waarvoor dynamische vermoeiingstests dienen. Maar niet elke materiaaltestmachine is hetzelfde. Vooral op vlak van de aandrijving zijn er grote verschillen die niet enkel de testresultaten maar ook de bedrijfskosten en het onderhoud beïnvloeden.
Servohydraulica Video breuktaaiheid Resonantiesystemen Video vermoeiingstests Lineaire motor Electromechanisch Torsie Vergelijkingstabellen Testsoftware Video testXpert R Contacteer ons
Servohydraulica: De klassieke optie voor de strengste eisen
Servohydraulische testmachines worden beschouwd als de standaard op vlak van maximale krachten, hoge flexibiliteit en veelzijdige testtaken. Ze werken met hydraulische cilinders die gestuurd worden door precieze servoventielen. Met name voor Low Cycle Fatigue (LCF) tests, breukmechanische tests of zeer dynamische toepassingen zoals hogesnelheidstests en doorsteektests (bv. volgens ISO 6603-2 of ASTM D3763) is er vaak geen alternatief voor servohydraulica.
Maar deze kracht heeft een prijs: De permanente luchtvoorziening van het hydraulische aggregaat is energie-intensief. Het onderhoud is uitgebreid door filters, olie en vervanging van de slangen. Het geluidsniveau is niet te onderschatten. Servohydraulische machines leveren vele jaren lang constante resultaten als ze goed onderhouden worden, zelfs bij krachten boven 2.000 kN.
Resonantiesystemen: energie-efficiënt aan hoge frequenties
Voor vermoeiingsweerstand en High Cycle Fatigue (HCF), vormen resonantietestmachines zoals de vibrophore een uitstekend alternatief. In tegenstelling tot servohydraulica wordt de eigenfrequentie van het testsample gebruikt door een mechanisch systeem. Dit creëert de gewenste trilling met minimale energie-input. Het elektrisch verbruik van een resonantiesysteem bedraagt slechts ongeveer twee percent in vergelijking met hydraulische machines. Ook de onderhoudskosten zijn laag: geen hydraulica, geen koeling, geen bewegende ventielen - maar toch geschikt voor krachten tot 1.000 kN.
Op vlak van normen zijn resonantiemachines bijzonder geschikt voor S-N tests volgens DIN 50100 en breukmechanica volgens ASTM E399 of ISO 12106. In combinatie met mechanische klemmen zijn ze zelfs geschikt voor statische materiaaltests. Als u regelmatig grote hoeveelheden tests uitvoert met constante belasting, is de vibrophore op lange termijn duidelijk kostenefficiënter.
Elektrodynamisch met lineaire motor: Stil, precies, vrij van olie
In gevoelige omgevingen - zoals medische technologie of elektronica - zijn een stille en olievrije werking belangrijke criteria. Hiervoor zijn elektrodynamische materiaaltestmachines met lineaire motoren (bv. de LTM reeks van ZwickRoell) uitermate geschikt. Ze zijn stil (LTM 1/2/3 ca. 46dB(A) op 1 m afstand), vereisen geen medium en zijn onderhoudsarm. Tegelijkertijd zijn ze precies regelbaar, zelfs bij kleine krachten tot 10 kN en frequenties boven 100 Hz.
Ze zijn bijzonder relevant voor het testen van implantaten volgens ISO 14801, ASTM F1717 of ISO 7206, producten die zowel dynamisch als statische tests moeten ondergaan. De voordelen van de snelle en precieze respons van lineaire motortechnologie zijn ook evident voor nieuwe materialen zoals biocomposieten of kunststofcompounds.
Elektromechanische testcilinders: De middenweg
Naast uiterst performante hydraulica en gevoelige elektromotoren, levert ZwickRoell ook elektromechanische testcilinders - een mix van flexibiliteit en energie-efficiëntie. Deze systemen worden vooral interessant wanneer middelgrote krachten (1 tot 100 kN) nodig zijn, bijvoorbeeld voor het testen van schuim voor zetels of composietmaterialen. Elektromechanische systemen zijn modulair integreerbaar, vereisen geen medium en hebben slechts minimaal onderhoud nodig.
Vergeet torsie niet
Niet elke belasting is lineair. Torsiesystemen worden vooral gebruikt voor implantaten of onderdelen met roterende spanning. ZwickRoell levert hiervoor zowel hydraulische als elektrodynamische oplossingen. De LTM torsiesystemen zijn ideaal voor kleinere torsiekrachten (bv. 10-100 Nm), de servohydraulische versies gaan tot 2.500 Nm, afhankelijk van de toepassing en de norm.
Directe vergelijking
Om de beslissing makkelijker te maken, hebben we een samenvattend overzicht gemaakt met de belangrijkste eigenschappen:
 Resonantie (vibrophore) |
| |||
|---|---|---|---|---|
| Krachtbereik/frequentie | 10 – 2.500 kN tot 100 Hz | Tot 1.000 kN tot 285 Hz | 1 – 10 kN tot 100 (120)Hz | 1 – 100 kN ca. 1 Hz |
| Torsie | Tot 2.500 Nm | ./. | Tot 100 Nm | ./. |
| Slag | Tot 400 mm | Tot 6 mm | Tot 60 mm | Tot 400 mm |
| Typische normen | ISO 12106, ASTM E606 | DIN 50100, ASTM E466 | ISO 14801, ASTM F1717 | Veelzijdig efficiënt gebruikt |
| Toepassingen | LCF, breukmechanica, snelle tests | HCT, vermoeiingsweerstand | Componenten, folie, implantaten | Composiet, schuim |
| Bedrijfskosten | Hoog (olie, onderhoud, vermogen) | Zeer laag | Laag | Laag |
De passende testsoftware - testXpert R
Typische toepassingen voor de testXpert R testsoftware zijn vermoeiingstests en de bepaling van dynamische karakteristieke materiaaleigenschappen. Voor vele toepassingen, zoals breukmechanica, LCF, tests op schroeven of biomechanica, bestaan standaard testprogramma’s naast eenvoudige vermoeiingstestprogramma’s en een grafisch blokprogramma voor tests op maat.
Conclusie
De selectie van de geschikte aandrijving is meer dan een technische beslissing - ze beïnvloedt bedrijfskosten, nauwkeurigheid, energie-efficiëntie en uiteindelijk competitiviteit. Als u op lange termijn economisch wil testen, kan u niet anders dan zich te verdiepen in de aandrijftechnologie. ZwickRoell biedt de juiste oplossing voor elke vereiste - van zeer performante hydraulica tot stille lineaire motoren.
