在真實操作條件下對塑膠進行高精度蠕變試驗
個案探討
- 客戶：Polymer Service GmbH Merseburg（PSM）
- 地點：德國 Merseburg
- 產業：測試服務供應商、塑膠測試實驗室
- 主題：引進 Kappa Multistation 多站式蠕變試驗系統擴充測試設備體系
Polymer Service GmbH Merseburg
自 2001 年成立以來，德國 Polymer Service GmbH Merseburg（PSM） 已成為聚合物材料檢測、分析與損壞分析領域的具代表性的合作夥伴，並扮演著連結學術研發與產業應用的關鍵橋樑。
我們深耕塑膠機械力學與斷裂力學檢測數十載，並結合對「結構-材料特性關係」透徹的掌握，足以針對聚合物進行精準的機械、熱學和物理特性分析。為提供高標準檢測，PSM 配備了高效多元的儀器陣容，確保各類聚合物材料的測試皆能精確合規，並具備高度可再現性。
PSM 測試實驗室具備 DAkkS 的 DIN EN ISO/IEC 17025 認證。我們將現代化檢測與量測技術的豐富經驗轉化為實踐，提供兼具實用性、可再現性與合規性的可信測試結果。我們以深厚的方法論基礎為核心，精準協助客戶解決材料與應用問題，並提供最可靠的測試結果解讀。
PSM 在研發專案中扮演分析與驗證的核心角色，從材料選擇、製程評估到組件特性確認，全方位支援合作夥伴。透過無數產學專案的成功實績，以及與企業、科研機構的深度協作，PSM 早已是各界委託高難度檢測與開發任務的信賴夥伴。
PSM 長年信賴 ZwickRoell 的測試系統，對其可靠性、操作便利性與技術支援給予高度評價。在擴充蠕變測試技術之前，PSM 便信賴並採用 ZwickRoell 廣泛的檢測基礎設施，包含 AllroundLine Z050、用於拉伸與壓縮測試的 2.5 kN zwickiLine 試驗機、用於測定熱機械特徵值的 Amsler HDT/Vicat、一台 Mflow 熔融指數儀，以及其他用於衝擊、硬度和通用機械力學測試的系統。 這份建立的多年的信任基礎，成為其最終選擇 Kappa 多站式蠕變試驗系統的關鍵因素。
任務
高分子材料的機械力學行為受時間與溫度影響極大。在實際應用中，塑膠元件經常需在一段長時間內承受機械負載與熱影響。因此，客戶需要獲得其材料與組件在蠕變行為、應力鬆弛及長期穩定性方面的可靠資訊。全面的材料特性分析，有賴於在持續、明確的邊界條件下進行長時間的蠕變與鬆弛測試。相對地，測試設備也必須具備極佳的力值與溫度穩定性，不僅要在數千小時內維持可再現性的量測條件，更需具備獨立並行多項測試的能力。與此同時，市場對於測試產能、數據可再現性以及標準合規性的要求亦不斷提升。然而，長期單一測試時間過長將導致整體測試周期延長並占用實驗室資源，不僅延長專案時程，也增加了相關成本。
ZwickRoell 解決方案
為了全面滿足上述嚴格需求，PSM 引進 Kappa 多站式蠕變試驗系統 5 × 10 kN。這台機電式蠕變試驗系統支援多達五個測試軸獨立並行，各軸標稱力皆達 10 kN。其模組化設計可支援長時間測試，試驗周期最長可達 10,000 小時。
負載機架整合了多達 5 組獨立的導螺桿驅動與精密鋼柱，可精確施加軸向力，並實現符合 ASTM E1012 標準且可再現性的對中。即使在極低的測試速度下，驅動技術確保系統亦能維持穩定的測試條件。
每個測試軸皆配置符合 ISO 7500-1 標準的精密荷重元。在 testControl II 閉環控制系統的支援下，各軸得以獨立運作互不干擾，即便面臨試樣斷裂的突發狀況，依舊能穩定進行其他軸的試驗。
對 PSM 而言，設備展現的高靈活性相當關鍵：團隊能透過彈性配置溫度、測試時間與量測物理量等參數，精準落實特定的客製化測試任務。設備內建的恆溫箱具備 -40°C 至 +250°C 的操作彈性，足以重現真實的運行條件。此外，應變量測則遵循 ISO 899-1 標準建議，採用 videoXtens 進行非接觸式量測，確保測試過程完全不對試樣產生干擾。藉由高解析度相機，系統即使在極微小的伸長率與長期測試下，依然能精確記錄縱向與橫向應變。這類連微小變形都能可靠偵測的性能，特別有利於敏感或薄壁試樣的評估。
此外，沿用既有的 testXpert 測試軟體也為 PSM 帶來顯著的便利。得益於該實驗室多年來操作 ZwickRoell 系統的深厚經驗，Kappa Multistation 多站式蠕變試驗系統能直接整合進既有作業流程，無需額外培訓。而在經驗豐富的測試工程師、標準化的操作流程與可執行 DAkkS 認證校正的選項，更進一步落實了操作安全、數據可追溯性與穩定高品質的測試數據。
測試結果
對 Polymer Service GmbH Merseburg 而言，不論在技術還是策略層面，引進 Kappa 多站式蠕變試驗系統的決定皆展現了極高價值。該系統完全滿足高度可再現性、符合標準的長期測試需求，並能在寬廣的溫度與負載範圍內，精確表徵塑膠與複合材料隨時間變化的材料行為。透過並行且彼此獨立地執行多項蠕變與應力鬆弛測試，不僅大幅提升了實驗室效率，並持續擴充既有測試產能。
此次投資的關鍵考量不僅在於系統技術上的適用性，更在於多年來對 ZwickRoell 所建立的信任。基於多年合作經驗，PSM 對相關設備、軟體及技術支援皆已相當熟悉，因而能高效且可靠地將 Kappa 多站式蠕變試驗系統整合至既有測試作業中。對 PSM 的客戶而言，符合標準、貼近實際運行的測試條件，搭配高品質的數據表現，能確保測試結果不僅可靠且具備國際可比性。這不僅能大幅縮短研發回應時間，更能為材料選擇、產品認證，及損害評估提供值得信賴的決策依據。PSM 透過部署 Kappa 多站式蠕變試驗系統，更加確立了其作為全方位、獨立第三方合作夥伴的實力，能高效應對各種嚴酷的長期試驗，為工業界與研究領域客戶創造顯著的附加價值。
