FAQ zum Ein­druck­verfahren

Hier finden Sie eine Zusammenfassung zu den meist gestellten Fragen

Allgemeine Fragen

Das Ergebnis ist eine Fließkurve. Aus dieser Fließkurve werden

  • RIp0,2 Vergleichsdehngrenze zum Zugversuch
  • RIp0,2 Vergleichszugfestigkeit zum Zugversuch

ermittelt.

Es handelt sich um einen Softwarealgorithmus, welcher aus der dreidimensionalen Gestalt eines Härteeindrucks Werkstoffkennwerte mithilfe von FEM-Simulationen berechnet.

Der Prüfeindruck entsteht mechanisch durch einen Prüfkörper, die Auswertung erfolgt optisch durch ein Interferometer und die Berechnung erfolgt digital durch einen Algorithmus. 

Beide Darstellung sind in der Benutzeroberfläche möglich.

Aktuell können diese Aussagen nur qualitativ getätigt werden.

Die Übertragung von Ergebnissen eines Prüfpunktes auf die Gesamtprobe obliegt grundsätzlich dem Prüfer/Benutzer. Bei der Vielzahl der betrachteten Werkstoffe ist dies grundsätzlich eine zutreffende Betrachtung.

Die folgenden Punkte sind zu beachten:

  • Weißt die Probe einen Gradienten in den Werkstoffeigenschaften (bspw. durch Randschichthärten bei Stahl) auf, ergibt sich das Gesamtverhalten aus der Gesamtheit der lokalen Materialeigenschafte
  • Einschränkungen bestehen bei Aluminium, wo Sprödbrüche des Materials auftreten. Eine tatsächliche Übereinstimmung in Bezug auf die Zugfestigkeit lässt sich nicht in allen Fällen garantieren. Eine Übertragung auf eine Druckfestigkeit hingegen schon. Hier kommt es drauf an, welche tatsächliche Belastung das Bauteil erfährt
  • Textur/Anisotropie: Hier wird ein Mittelwert der richtungsabhängigen Eigenschaften ermittelt
    •  

Fragen zum Verfahren

Das Verfahren ist in diese Schritte aufgeteilt:

  • 3D-Messung des Prüfeindrucks
  • Lösung durch Softwarealgorithmus mit FEM-Simulation durch einen Optimierungsalgorithmus
  • FEM-Simulationen werden an den realen Prüfeindruck angeglichen
  • Die Materialkennwerte und Fließkurven werden aus der Simulation der besten Übereinstimmung entnommen

Nein! -  Die Besonderheit des Verfahrens liegt in der Berechnung der Eigenschaften aus der plastischen Verformung.

Ja! - Sowohl der Materialaufwurf als auch der eingedrückte Bereich werden gemessen.

Das hängt von der Laststufe und von dem untersuchten Material ab. Typische Eindringtiefen liegen zwischen 10 und 300µm.

Im Standardfall, welche auch der Vorgehensweise der DIN SPEC 4684 (Veröffentlichung Juni 2019) entspricht, gehen wir von isotropem (richtungsunabhängigem) Materialverhalten und von von-Mises Plastizität aus. Es gibt Randbedingungen (Probendicke, Lagerung der Probe), welche bei Spezialfällen (z.B. dünne Proben) modifiziert werden. Grundsätzlich lassen sich die Annahmen für die FEM-Simulation jedoch frei und angepasst gestalten.

Messraster und Kaskaden können automatisiert geprüft werden. Wahre Spannung-Dehnung Verläufe können durch CSV-Dateien in FEM-Simulationen übertragen werden (Ausgabe von x-y Koordinaten des Rasters sind möglich).

Fragen zum Unternehmen

Sowohl als auch: Wir entwickeln, produzieren und vertreiben unsere Prüfmaschinen selber und in Kooperation. Wir führen Bauteilprüfungen, detaillierte Analysen, Schadensanalysen und Lohnmessungen durch.

Sprechen Sie uns hierzu gerne an.

Fragen zur Maschine

Der Prüfraum ist abhängig von dem gewählten Modell und kann auf Wunsch angepasst werden. So lässt sich die optimale Größe finden, unabhängig davon ob Sie flache Proben oder große Gussteile prüfen werden.

Fragen zum Nutzen und zu den Vorteilen

  • Schnelle und zerstörungsarme Qualitätssicherung und Optimierung von Produkten
  • Optimierung von Verfahren und Wärmebehandlungen
  • In-Prozess Messung zur Reduzierung von Ausschuss und Haftung

Das Verfahren wurde innerhalb einer DIN SPEC 4864 mit der Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM Berlin), der pyhsikalisch-technischen Bundesanstalt (PTB, Braunschweig), dem Materialprüfungsamt NRW (MPA Dortmund) , dem DIN und Industriepartnern spezifiziert.

Im Vergleich zum Zugversuch:

  • Schneller
  • Zerstörungsarm
  • Günstiger
  • Lokale Prüfung
  • Bauteilprüfung, 100%-Prüfung und In-Prozess Prüfung mit automatisierter Probenvorbereitung möglich

Im Vergleich zur Härteprüfung

  • Keine Umwertung notwendig
  • Aussagekräftiger und robuster (durch geringere Statistik und Streubreite von Ergebnissen)

Durch die interne Prüfung lassen sich im Vergleich zur Zugprüfung

  • Zeit in den betrieblichen Abläufen
  • Platz- und Raumbedarf von konventioneller Prüftechnik
  • Prüfkosten
  • Personal

einsparen.

Fragen zu prüf­baren Werk­stoff­en und zur Probe bzw. Proben­vorbereitung

  • Prinzipiell lassen sich alle metallischen Werkstoffe mit unserem Eindruckverfahren prüfen
  • Für zu erwartende Genauigkeiten einzelner Werkstoffe und Werkstoffgruppen verweisen wir auf den Teil „Werkstoffe

  • Das Verhältnis von Eindringtiefe zur Probendicke muss kleiner als 0,1 für die Standardrandbedingungen sein
  • Die Bauteilhöhe sollte nicht höher als ca. 350 mm betragen

  • Ober- zur Unterseite müssen planparallel sein
  • Die Neigung beider Seiten darf 2% nicht übersteigen, um optimale Ergebnisse zu garantieren
  • Die maximale Rauheit hängt von der Eindringtiefe ab

Sofern Ebenheit und Rauheit prozess- oder probenbedingt nicht ausreichend sind folgende Varianten der Probenpräparation möglich:

  • Schleifen
  • Feinfräsen
  • Drahterodieren
  • Nasstrennschleifen

Eine Erwärmung der Probenoberfläche ist auszuschließen.

Das hängt von der Größe der Messpunkte und somit von der Laststufe und der Festigkeit des Materials ab. Üblicherweise lassen sich 200-300µm minimaler Abstand realisieren. Lassen sich Punkte im Versatz messen, sind geringere Messpunktabstände möglich.

Ja! -  Textur und Anisotropie sind aber zu beachten und haben Einfluss auf die Ergebnisse.

  • Der Abstand zum Rand muss 3x dem Eindruckdurchmesser betragen
  • Der Abstand zweier Eindrücke zueinander muss 2x dem Eindruckdurchmesser betragen
  • Geringere Abstände sind möglich, aber am konkreten Beispiel zu überprüfen

Je geringer die Prüfkraft, desto eher spielen lokale Einflüsse wie die Korngröße eine Rolle. Die Streuung der Messwerte erhöht sich typischerweise. Für Kräfte ab ca. 300N sind diese jedoch bis auf wenige Ausnahmen zu vernachlässigen.

Fragen zur Verifikation

Vergleichsmessungen werden von uns an Zugproben durchgeführt. Die Software wird diesbezüglich mit einem werkstoffoptimierten Materialmodell geliefert
Verifikationsarbeiten neuer Werkstoffe werden fortlaufend durchgeführt.

Sprechen Sie uns gerne zu diesem Thema an.

Die Materialkarten dienen zur verbesserten Vergleichbarkeit der Kennwerte Rp0,2 und Rm zum Zugversuch. Weiterhin kann hierdurch oftmals auch eine quantitative Beziehung zur Bruchdehnung aus dem Zugversuch hergestellt werden. Zum Anlegen der Materialkarten benötigen wir Ergebnisse von Zugversuche in Form von Spannung Dehnung Kurven. Für eine Legierung mehrere Festigkeitsniveaus kann diese Materialkarte erstellt werden.

Imprintec GmbH
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