Schlagbiegeversuche an Kunststoffen: Belastbare Daten für die Werkstoffbewertung

Bei der Polymer Service GmbH führen wir Schlagbiegeversuche an Kunststoffen nach internationalen Normen durch. Die Prüfungen liefern Kennwerte über Bruchzähigkeit, Energieaufnahme und Kerbschlagverhalten. Sie erhalten damit eine sichere Grundlage für Werkstoffauswahl, Bauteilkonstruktion und Qualitätssicherung und vermeiden Materialversagen, Rissbildung und ungeplante Brüche im Einsatz.

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Was ist ein Schlagbiegeversuch?

Ein Schlagbiegeversuch ist ein standardisiertes Prüfverfahren, bei dem eine genormte Kunststoffprobe durch einen Schlaghammer beansprucht wird, bis sie bricht. Dabei messen wir die aufgenommene Schlagenergie, die angibt, wie viel Energie das Material bis zum Bruch speichern konnte. Je nach Probenform kann eine Kerbe eingebracht werden, um eine definierte Sollbruchstelle zu erzeugen und das Verhalten des Materials unter praxisnahen Bedingungen sichtbar zu machen.

 

Kerbschlagbiegeversuch

Warum Schlagbiegeversuche wichtig sind

Ein Schlagbiegeversuch zeigt, wie sich Kunststoffe unter plötzlicher Belastung verhalten. Er liefert Daten über Kerbschlagzähigkeit, Brucharbeit und Temperaturabhängigkeit. Diese Kennwerte sind notwendig, um:

  • Materialien für bestimmte Einsatzbereiche gezielt auszuwählen
  • Bauteile so auszulegen, dass sie unter Belastung sicher funktionieren
  • Qualitätsstandards einzuhalten und Prüfberichte für Zulassungen oder Audits vorzulegen
  • Schwachstellen in Werkstoffen frühzeitig zu erkennen, bevor es im Einsatz zu Ausfällen kommt
  • Materialversagen, Rissbildung und unerwartete Brüche im Betrieb zu vermeiden

 

Unsere Prüfverfahren eines Schlagbiegeversuchs

Schlagbiegeversuch nach Charpy (DIN EN ISO 179-1 und -2)

Beim Charpy-Verfahren positionieren wir den Prüfkörper auf zwei Auflagen. Wir belasten den Prüfkörper in der Mitte mit einem Pendelschlaghammer. Für die Bestimmung der Schlagzähigkeit werden ungekerbte Proben geprüft. Soll die Kerbschlagzähigkeit ermittelt werden, wird die Probe vorab mit einer V-Einkerbung versehen, die eine definierte Sollbruchstelle bildet. Aus beiden Messwerten leiten wir die Kerbempfindlichkeit des Materials ab. Zusätzlich dokumentieren wir die Energieaufnahme des Materials bei unterschiedlichen Temperaturen sowie Bruchbilder und Bruchflächenanteile.

Nutzen: Der Charpy-Versuch zeigt, ob ein Kunststoff unter Stoßbeanspruchung spröde versagt. Damit lassen sich Rissausbreitung, Materialbrüche bei Kälte und fehlerhafte Kerbgestaltung frühzeitig vermeiden.

 

Schlagbiegeversuch nach Dynstat (DIN 53435)

Der Dynstat-Schlagbiegeversuch wird eingesetzt, wenn nur wenig Probenmaterial zur Verfügung steht, beispielsweise bei entnommenen Bauteilproben. Die Prüfkörper haben eine Größe von 15 mm × 10 mm bei einer Dicke zwischen 1,2 und 4,5 mm. Es können sowohl ungekerbte als auch gekerbte Proben geprüft werden. Wir ermitteln dabei die Dynstat-Schlagzähigkeit und die Dynstat-Kerbschlagzähigkeit. Unser Prüflabor führt alle in der DIN 53435 beschriebenen Versuchsvarianten durch, einschließlich der neuen Kerbform A mit V-Einkerbung.

Nutzen: Mit dem Dynstat-Versuch lassen sich Schwachstellen auch in sehr kleinen Proben nachweisen. Dadurch können Fehler in dünnwandigen Bauteilen oder lokal begrenzte Rissanfälligkeiten erkannt und vermieden werden.

 

Schlagbiegeversuch nach Izod (DIN EN ISO 180)

Beim Izod-Verfahren spannen wir die Probe senkrecht ein und belasten diese einseitig mit einem Pendel. Das Verfahren ist besonders für spritzgegossene oder extrudierte Thermoplaste, Duroplaste sowie verstärkte Kunststoffe geeignet. Ungekerbte Prüfkörper dienen zur Bestimmung der Schlagzähigkeit, gekerbte zur Ermittlung der Kerbschlagzähigkeit.

Nutzen: Der Izod-Versuch macht sichtbar, wie sich Kunststoffe bei einseitiger Belastung verhalten. Damit lassen sich unerwartete Brüche in Bauteilen mit gerichteter Krafteinleitung vermeiden und die Dimensionierung von Bauteilen besser absichern.

Durchführung eines Schlagbiegeversuchs im Überblick

Die Durchführung eines Schlagbiegeversuchs erfolgt bei uns in definierten Schritten:

  1. Probenvorbereitung: Herstellung der Prüfkörper nach Norm, bei Bedarf mit Kerbung.
  2. Konditionierung: Klimatisierung im Standardklima oder Temperierung für spezielle Anforderungen.
  3. Einspannen: Positionierung der Probe im Pendelschlagwerk entsprechend dem gewählten Verfahren.
  4. Belastung: Schlagbeanspruchung durch das Pendel mit definierter Energie.
  5. Messung: Erfassung der Schlagenergie, bei instrumentierten Prüfungen zusätzlich der Bruchverlauf.
  6. Auswertung: Berechnung der Schlagzähigkeit, Dokumentation der Bruchbilder und Erstellung des Prüfberichts.

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Ihre Vorteile mit unseren Schlagbiegeversuchen

Flexible Prüfungen auch bei wenig Material

Wir prüfen Standardproben ebenso wie kleine Materialmengen und Sondergeometrien. Dadurch lassen sich auch Bauteile aus laufender Fertigung, Prototypen oder Kleinserien zuverlässig bewerten, ohne dass aufwendig zusätzliche Proben hergestellt werden müssen.

Prüfen unter realen Einsatzbedingungen

Mit Temperaturbereichen von –70 °C bis +95 °C bilden wir die Belastungen ab, denen Kunststoffe im tatsächlichen Betrieb ausgesetzt sind. Dadurch lassen sich Risiken wie Sprödbruch bei Kälte oder Versagen bei Hitze gezielt vermeiden.

Instrumentierte Verfahren für detaillierte Analysen

Neben klassischen Prüfungen bieten wir instrumentierte Verfahren an, bei denen Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagramme aufgenommen werden. Diese Analysen zeigen exakt, wie sich Ihr Material während des Bruchs verhält und liefern zusätzliche Daten für die konstruktive Auslegung.

Verständliche Auswertung und technische Beratung

Wir stellen nicht nur Prüfwerte bereit, sondern erklären die Ergebnisse im Zusammenhang mit Ihrer Anwendung. Sie erfahren, ob Ihr Werkstoff die Anforderungen sicher erfüllt oder ob Anpassungen erforderlich sind. So vermeiden Sie überdimensionierte Konstruktionen, reduzieren Materialeinsatz und schließen Risiken wie Sprödbruch oder frühzeitigen Ausfall zuverlässig aus.

Normgerechte Prüfungen mit verlässlichen Ergebnissen

Wir arbeiten nach den geltenden Normen DIN EN ISO 179-1 und -2, DIN 53435 sowie DIN EN ISO 180. So sind die Ergebnisse reproduzierbar, direkt vergleichbar und ohne Einschränkung in Prüfberichte, Zulassungsunterlagen oder Audits einsetzbar.

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