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Die Herstellung von Zugproben mittels Zugprobenstanze und Probenschleifmaschine ist mittlerweile hundertfach bewährt und allgemein anerkannt.

Insbesondere bei der Anarbeitung von Blechen (Spaltanlagen, Querteilanlagen) in Stahl-Service-Betrieben und bei kleineren bis mittleren Unternehmen ist diese Art der rationellen Probenherstellung durch nichts anderes ersetzbar: Wenn eine hochwertige Zugprobe innerhalb von nur 3 Minuten zur Prüfung bereitstehen soll gibt es kein System das schneller ist als die hier beschriebenen Probenvorbereitungsmaschinen.

Für die Probenvorbereitung empfehlen wir die Zugprobe zuerst auf einem für diese Aufgabe (Zugprobenherstellung) optimierten Werkzeug zu stanzen. Von der Blechtafel bis zum Rohling dauert dies nur etwa 10 Sekunden inkl. dem Einlegen und Entnehmen der Probentafel (ohne Werkzeugwechsel - ca. 30 Sekunden).

Danach wird der Rohling bzw. ein Stapel von Proben in die Schleiflade (Probenhalterung) eingelegt und innerhalb von ca. 30 - 60 Sekunden so geschliffen, dass diese direkt danach - ohne weitere Bearbeitung - geprüft werden kann.

Und das mit einer Güte die von keinem anderen System übertroffen wird.

Es gibt jedoch auch eine sinnvolle Grenze dieses Systems:
Ab einer Dicke von 6.0 - 7.0 mm kommt es durch das Stanzen des Prüflings zu einer so großen Schädigung des Randbereichs, dass diese auf der Probenschleifmaschine nicht mehr entfernt werden kann ohne die Probe zu überhitzen. Eine Erhitzung der Probe über 120° C würde jedoch eine Gefügeveränderung und damit eine Verfälschung der Materialkennwerte hervorrufen.

100te Kunden und zahlreiche Untersuchungen belegen jedoch, dass ein Materialabtrag bis zu ca. 0,7 mm je Seite (ca. 10 % der Blechdicke) keine Schädigung hervorruft. Mehrfach wurden Messungen durchgeführt bei denen nie eine Temperatur von
50 - 60°C überschritten wurde.

Auch wenn die Dicke einer Probe höher als 6.0 mm sein sollte macht es Sinn den Rohling vor einer weiteren Bearbeitung zu Stanzen:
- es braucht kein Streifen auf einer Schlagschere oder ähnlich vorgeschnitten werden,
  der Rohling kann kompakt übereinander im Stapel in die Fräse eingelegt werden.
- durch die Stanzung "nahe der Endform" wird die Bearbeitungszeit mit einer Fräse
  minimiert da nur noch die Messlänge bearbeitet werden muss.

Es kommt also zu den Gerätekombinationen:
- Zugprobenstanze + Probenschleifmaschine (Probenaufkommen ca. 200 - 300 / Tag)
- Zugprobenstanze und CNC-Fräse               (Probenaufkommen ab 200 / Tag)

Immer wieder werden uns auch Fragen gestellt welche Alternativen für die Probenherstellung denkbar sind. Nachfolgend haben wir diese Methoden einmal aufgelistet und Argumente für und wider gesammelt:

    Hochdruck-Wasserstrahlschneiden

     Vorteil  

• Verarbeitung harter Bleche mit hoher Festigkeit > 1.700 MPa

     Nachteil

• sehr hohe Investitionskosten - ca. 200.000,00 €  (geschätzt)

• lange Bearbeitungszeiten (Wartezeit bei eiligen Prüfungen)

• die Probe muss nach der Herstellung nachbearbeitet werden
  da durch die Verbreiterung des Wasser-Schnittstrahls eine konische Probe entsteht (konischer Querschnitt). Dies kann bei modernen Maschinen kompensiert werden.

• Für die Bedienung der Anlage ist qualifiziertes (teures) Fachpersonal erforderlich

• Es entstehen hohe Betriebs- und Wartungskosten

     Vorteil  

• Verarbeitung harter Bleche mit hoher Festigkeit > 1.700 MPa

     Nachteil

• sehr hohe Investitionskosten - ca. 200.000,00 € (geschätzt)

• lange Bearbeitungszeiten (Wartezeit bei eiligen Prüfungen)

• die Probe muss nach der Herstellung nachbearbeitet werden da durch die thermische Bearbeitung mit dem Laser eine hitzegeschädigte Wärmezone entsteht die die Ergebnisse deutlich beeinflussen

• Für die Bedienung der Anlage ist qualifiziertes Fachpersonal erforderlich

• Es entstehen hohe Betriebs- und Wartungskosten

    Konventionelles Fräsen mit Handsteuerung
     Vorteil  

• Geringe Investitionskosten da gebrauchte Ausstattung angeschafft werden kann

     Nachteil

• der Vorteile der günstigen Anschaffung wird durch die Lohnkosten aufgebraucht

• lange Herstellungsdauer (Wartezeit bei eiligen Prüfungen)

• Präzise Proben können nur mit erhöhtem Aufwand hergestellt werden

• Es entstehen Betriebs- und Wartungskosten, Verschleiß von Fräsern...;

• Fachpersonal erforderlich

    CNC-gesteuerte Fräse
     Vorteil  

• Flexible Nutzung auch für unterschiedliche Probenformen

• Nutzung dieser Werkzeugmaschine auch für andere Aufgaben

     Nachteil

• Hohe Investitionskosten (ab € 150.000)

• lange Herstellungsdauer (Wartezeit bei eiligen Prüfungen)

• Es entstehen Betriebs- und Wartungskosten, Verschleiß von Fräsern...

• Für die Bedienung der Anlage ist Fachpersonal erforderlich

    Nibbelmaschine
     Vorteil  

• Schnelle Probenherstellung

     Nachteil

• sehr hohe Investitionskosten ca. 300.000,00 €  (geschätzt)

• die Kanten müssen wie beim Stanzen nachgearbeitet werden

• es kommt (ja nach Blechdicke) zum Flattern des Bleches

    Probenstanzen, Stanzwerkzeuge + Probenschleifmaschine
     Vorteil  

• Sehr schnelle Probenherstellung einzelner Proben - innerhalb ca. 2 Minuten steht eine einzelne Probe fertig zur Prüfung zu Verfügung (reduzierte Wartezeit bei eiligen Prüfungen)

• Kostengünstige Herstellung auch hoher Stückzahlen innerhalb kürzester Zeit (bis zu 500 pro Bediener / Schicht) (Abhängig von der Probendicke / Zuarbeit bzw. Arbeitsvorbereitung

• Proben höchster Güte mit einer Bearbeitung im Längsschliff (Probenschleifmaschine) In vielen Fällen wird eine deutlich höhere Dehnung erzielt.

• Geringe Betriebskosten (Stanze z.B. 7,5 kW, Schleifmaschine ca. 1,1 kW)

• Minimaler Wartungsaufwand (Ölwechsel alle Jahre), Werkzeug schärfen alle
  20.000 - 100.000 Stanzungen (in Abhängigkeit zur Festigkeit)

• Kein Fachpersonal erforderlich: auch angelernte Kräfte können Proben höchster Güte herstellen

     Nachteil

• mittleres Investitionsvolumen - Komplettausstattung ab ca. € 45.000,00
  (Stanze 40 t, 1 Stanzwerkzeug und Probenschleifmaschine)
• die Stanzwerkzeuge müssen alle 6 bis 36 Monate geschärft werden
  (nach Materialfestigkeit + Häufigkeit)
• Bei dem Schleifband handelt es sich um Verschleißmaterial
  (ca. 6,00 € je Schleifband – Probenzahl je Schleifband
  (abhängig von der Festigkeit: ca. 100 – 600 Proben
• Begrenzung der Nutzung für die Herstellung von Prüflingen auf mittlere bis fast harte Proben
  - Standard-Stanzwerkzeug bis max. 1.300 MPa
  - Sonderstanzwerkzeuge    bis max. 1.700 MPa
  manche Kunden nutzen unsere Stanzwerkzeuge auch für (dünne) Blech mit Festigkeiten bis 2.400 MPa - dies kann aber zu Lasten der Standzeit gehen
• Begrenzung auf eine Blechdicke unter 8 mm (3.000 kN)
• Begrenzung der Probenschleifmaschine auf Bleche mit einer Dicke von bis zu
  6 - 7.0 mm; oberhalb einer Blechdicke von 6.0 - 7.0 mm sollte unbedingt ein grobes Schleifband (Korn 60) für die schnelle Abarbeitung großer Volumen genutzt werden. Dies vermeidet die Überhitzung der Probe.
  Dies bedingt einen Wechsel des Schleifbandes (ca. 20 Sekunden)