Zeitstandprüfung an Kunststoffen: Langzeitverhalten und Lebensdauer bewerten
Wir führen Zeitstandzugversuche an Kunststoffen, Laminaten und Verbundwerkstoffen durch, um deren zeitabhängiges Verformungsverhalten unter dauerhafter Zugbelastung zu untersuchen. So bewerten wir das Langzeitverhalten Ihrer Werkstoffe und ermitteln je nach Prüfaufgabe beispielsweise Kriechkennwerte oder Bruchzeiten. Ergänzend bieten wir Spannungsrelaxationsprüfungen an, bei denen die zeitabhängige Abnahme der Spannung bei konstanter Dehnung untersucht wird.
Die gewonnenen Daten unterstützen Sie bei der Bewertung des Langzeitverhaltens Ihrer Werkstoffe sowie bei der Werkstoffauswahl, der Bauteilauslegung und der Qualitätssicherung.
Die Bestimmung des Kriechverhaltens von Kunststoffen nach DIN EN ISO 899-1 ist Bestandteil unseres Akkreditierungsumfangs gemäß DIN EN ISO/IEC 17025.
Zeitstandzugversuch: Kriechverhalten von Kunststoffen untersuchen
Beim Zeitstandzugversuch wird ein Zugprüfkörper über einen längeren Zeitraum mit einer konstanten Zugspannung belastet. Während des Versuchs wird die Dehnung bzw. der Weg gemessen. So lässt sich das Kriechverhalten des Werkstoffs untersuchen. Bei einer konstant gehaltenen Dehnung kann hingegen das Spannungsrelaxationsverhalten bestimmt werden.
Ein zentrales Phänomen bei viskoelastischen Werkstoffen, wie beispielsweise Kunststoffen, ist das Kriechen. Darunter versteht man die zeitabhängige Zunahme der Verformung unter konstanter Spannung. Abhängig von Temperatur, Belastung und Belastungsdauer können dabei erhebliche Verformungen oder ein Werkstoffversagen auftreten.
Der Zeitstandzugversuch liefert somit wichtige Informationen über das Langzeitverhalten, die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit von Kunststoffprodukten, beispielsweise Rohren oder Behältern, die im Einsatz dauerhaft mechanisch beansprucht werden.
Warum sich die Zeitstandprüfung für Sie lohnt
- Materialauswahl absichern und Reklamationen vermeiden: Bewerten Sie rechtzeitig, ob ein Kunststoff für dauerhafte Belastung bei der gewünschten Einsatztemperatur geeignet ist.
- Langzeitverhalten bewerten und Konstruktionen optimieren: Nutzen Sie die gewonnenen Kennwerte für Simulationen und Lebensdauerabschätzungen.
- Erfüllen Sie Qualitätsstandards: Unsere akkreditierte Prüfung des Kriechverhaltens von Kunststoffen nach DIN EN ISO 899-1 liefert zuverlässige Prüfergebnisse als Grundlage für technische Nachweise und Qualitätsentscheidungen.
- Sparen Sie Zeit und Kosten: Mit beschleunigten Methoden wie der SIM-Methode (Stepped Isothermal Method) können Ergebnisse schneller vorliegen, ohne an Aussagekraft zu verlieren.
Durchführung der Zeitstandprüfung
Beim Zeitstandzugversuch wird ein genormter Zugprüfkörper mit einem definierten Klemmenabstand eingespannt und über einen festgelegten Zeitraum einer konstanten Zugbelastung ausgesetzt. Dabei wird die zeitabhängige Dehnung des Prüfkörpers erfasst, um das Kriechverhalten des Werkstoffs zu untersuchen.
Beim Spannungsrelaxationsversuch wird der Prüfkörper dagegen zunächst auf eine definierte Dehnung gebracht, die anschließend konstant gehalten wird. Dabei wird die zeitabhängige Abnahme der Kraft bzw. der daraus berechneten Spannung erfasst.
Prüfbedingungen
Während des Versuchs schaffen wir kontrollierte Rahmenbedingungen, damit die Ergebnisse reproduzierbar und zuverlässig sind:
- Prüfgerät: Elektromechanische Zeitstandprüfmaschine Kappa Multistation der Firma ZwickRoell GmbH & Co. KG mit 5 induviduell regelbaren Prüfachsen
- Belastung: konstante Last oder konstante Dehnung, um das zeitabhängige Verhalten unter praxisnahen Belastungsarten zu erfassen
- Kraftbereich: bis 10 kN, Prüfung sowohl sehr weicher als auch hochfester Werkstoffe möglich
- Temperaturbereich: -40 °C bis +250 °C, auch mit Temperaturrampen für praxisnahe Simulationen, um Einsatzbedingungen thermischer Belastung realistisch nachzustellen
- Dehnungsmessung: mittels Videoextensometer, inklusive Querdehnung, auch um selbst kleine Verformungen zuverlässig zu dokumentieren
- Verfahren: klassische Zeitstandzugversuche und Relaxationsprüfungen, damit wir sowohl Kriechverhalten als auch Spannungsabbau vollständig untersuchen können
So lassen sich Werkstoffe nicht nur unter Standardbedingungen prüfen, sondern auch in Grenzbereichen, wie sie im realen Einsatz auftreten können.
Ergebnisse der Zeitstandprüfung, Langzeitverhalten verstehen
Unsere Auswertungen liefern mehr als reine Zahlen. Sie erhalten ein klares Bild über das Langzeitverhalten Ihrer Materialien. Dazu gehören:
- Kriechkurven und Kriechmodul-Zeitkurven
- Isochrone Spannungs-Dehnungs-Kurven für unterschiedliche Belastungsstufen
- Relaxationskurven und Relaxationsmodul-Zeitkurven zur Bewertung des Spannungsabbaus
- Bruchkennlinien und Zeitstandschaubilder für Lebensdauerabschätzungen
Ihr Vorteil: Sie erhalten von uns nicht nur Zahlen, sondern eine kompetente Beratung, und eine umfassende Charakterisierung des Kriech- oder Relaxationsverhaltens. Diese Daten helfen Ihnen, Produkte gezielt zu verbessern, Risiken frühzeitig zu erkennen und Entwicklungen sicher auf den Markt zu bringen.
Sie möchten wissen, wie sich Ihr Werkstoff/Bauteil unter Dauerlast verhält?
Benötigen Sie Prüfdaten für Zulassungen oder wollen Sie Schwachstellen frühzeitig erkennen? Dann fordern Sie jetzt ein Angebot für die Zeitstandprüfung an. Sie benötigen noch Input zu den Versuchsparametern? Wir beraten Sie gerne zu Normen, Verfahren und den passenden Prüfbedingungen.
Kontakt
Dipl.-Wirt.-Ing. Anja Berthold
Telefon: +49 (0)3461 30889-56
E-Mail schreiben