Neuigkeiten
PSM-Seminar S2 "Gaschromatographie-Massenspektroskopie (GC/MS), FTIR-Spektroskopie"
Das Seminar findet am 07.07.2022 statt.
Feierliche Eröffnungsveranstaltung am 15.09.2021 ab 11 Uhr
In den Monaten Juli und August erfolgten die Vorbereitungen und der Umzug der Polymer Service GmbH Merseburg vom langjährigen Firmensitz im in die Jahre gekommenen Gebäude 131 in ein angemietetes und frisch renoviertes Gebäude. Dieses liegt in der Geusaer Str. und damit sehr nah am Campus der Hochschule Merseburg. Das eröffnet die Chancen, an einem auf PSM zugeschnittenen Standort langfristig wissenschaftlich aktiv zu sein.
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E-Modulmessung an Bauteilen mit Ultraschall
Der Elastizitätsmodul von Kunststoffbauteilen kann auch zerstörungsfrei ermittelt werden, ohne das Bauteil durch die Entnahme von Prüfkörpern zu zerstören. Voraussetzung ist hier allerdings, dass mittels einer Korrelation zwischen der Schallgeschwindigkeit der akustischen Wellen und dem Elastizitätsmodul, z. B. in Zugversuchen eine Kalibrierfunktion in Abhängigkeit von der Prüftemperatur vorliegt.
Mit diesem Prüfverfahren können lokale Informationen zum E-Modul an Kunststoffbauteilen durch das zerstörungsfreie Prüfverfahren der Impuls-Echo-Methode mittels Ultraschall ermittelt werden, ohne die beidseitige Zugänglichkeit des Prüfobjekts zu erfordern.
Dazu wird zunächst im Zugversuch mit Hilfe eines mechanischen Extensometers oder Laserextensometers der E-Modul des Werkstoffes in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmt. Gleichzeitig wird im Impuls-Echo-Verfahren mit Direkt- oder Wasserankopplung (Tauchbad-Technik) an dem identischen Werkstoff die Schallgeschwindigkeit bei der entsprechenden Temperatur ermittelt. Das Kennwertepaar E-Modul und Schallgeschwindigkeit ergibt dann die erforderliche Kalibrierkurve (Bild 1).
Es sind verschiedene Darstellungen der empfangenen Ultraschallsignale möglich:
- HF-Bild – Darstellung der vollen Schwingungen in mV,
- A-Bild – Amplituden der Schwingungen in dB.
Auswertung
Auswertemethoden:
- Mehrfachecho-Methode bei geringer Werkstoffdämpfung
- Einfachecho-Methode mit vorheriger Kalibrierung und hoher Dämpfung
- Wanddicken-Resonanz-Methode (RTM-Verfahren)
Bei einer definierten Einsatztemperatur des Bauteils sind aus der gemessenen Schallgeschwindigkeit mit Hilfe der Kalibrierkurve für ein spezielles Material die lokalen Elastizitätsmoduli darstellbar.
Probenvorbereitung
- Entnahme von Prüfkörpern aus Bauteilen oder Bereitstellung von Prüfkörpern
- Konditionierung der Prüfkörper und der zu prüfenden Bauteile bei Normklima
- Ausmessen der Prüfkörperdicken von Prüfkörpern und am Bauteil
- Bestimmung des E-Moduls an Prüfkörpern im Zugversuch mit Temperierkammer
- Kalibriermessung mit Ultraschall mittels Impuls-Echo-Methode
- Erstellen einer Kalibrierkurve
- Messungen an Kunststoffbauteilen zur Verifizierung der Prüfergebnisse
Prüfbedingungen
- Prüfung bei Raumtemperatur oder erforderlichen Betriebstemperaturen
- Prüfkörperoberflächen vorbereiten (fettfrei)
Ansprechpartner
Dipl.-Phys. Christian Sirch
Telefon: +49 (0)3461 30889-69
christian.sirch@psm-merseburg.de
Quickinfo
Ergebnisse
- Schallgeschwindigkeit der Longitudinalwellen cL
- E-Modul bei Zugbeanspruchung Et
- Kalibrierkurve Et = f (cL)