Zugprüfmaschine für normgerechte und individuelle Prüfungen
Die mechanischen Eigenschaften eines Werkstoffs entscheiden darüber, ob ein Produkt zuverlässig eingesetzt werden kann. Eine Zugprüfmaschine ermöglicht die gezielte Messung dieser Eigenschaften unter definierten Bedingungen. Sie wird eingesetzt, um Kennwerte wie Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung und Elastizitätsmodul präzise zu bestimmen.
Zugprüfmaschinen kommen überall dort zum Einsatz, wo Materialqualität überprüft, dokumentiert oder weiterentwickelt werden muss. Sie sind Bestandteil moderner Prüflabore, Qualitätssicherungssysteme und Entwicklungseinrichtungen. Ihr Nutzen liegt in der frühzeitigen Erkennung von Materialschwächen, der Vergleichbarkeit von Prüfergebnissen und der Erfüllung verbindlicher Normen. Durch den gezielten Einsatz solcher Systeme lassen sich Produktausfälle reduzieren, Reklamationskosten vermeiden und Entwicklungsprozesse absichern.
Wie funktioniert eine Zugprüfmaschine?
Eine Zugprüfmaschine besteht im Wesentlichen aus einem vertikal oder horizontal aufgebauten Lastrahmen, einer beweglichen Traverse, einem oder mehreren Kraftaufnehmern sowie einer Steuer- und Auswerteeinheit mit entsprechender Prüfsoftware. Die Probe wird zwischen zwei Spannvorrichtungen eingespannt, wobei sich die Traverse während des Versuchs mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegt und eine definierte Zugkraft auf das Prüfkörpermaterial ausübt.
Moderne Systeme verfügen über Sensoren zur präzisen Erfassung von Kraft, Weg und Dehnung. Die Messsignale werden in Echtzeit an die Software übertragen, die daraus Kennwerte berechnet, Prüfkriterien überwacht und die Ergebnisse dokumentiert. Je nach Anforderung lassen sich die Prüfparameter individuell anpassen oder gemäß internationaler Normen automatisch vorgeben.
Der Ablauf eines Zugversuchs gliedert sich in mehrere Phasen: Zunächst erfolgt die Justierung und Einspannung der Probe. Danach beginnt der eigentliche Prüfprozess mit kontinuierlicher Zugbelastung bis zum Erreichen des Bruchpunkts. Während des Versuchs zeichnet das System alle relevanten Daten auf, insbesondere das Verhältnis zwischen Spannung und Dehnung. Diese Daten bilden die Grundlage für die spätere Auswertung und Entscheidung über Konformität, Materialfreigabe oder Ablehnung.
Universalprüfmaschine 2,5 kN
Tischprüfmaschine Q2,5:
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Komponenten einer Zugprüfmaschine
Der technische Aufbau einer Zugprüfmaschine besteht aus mehreren exakt aufeinander abgestimmten Systemkomponenten. Sie ermöglichen die zuverlässige Durchführung normgerechter sowie individueller Zugversuche unter reproduzierbaren Bedingungen.
- Lastrahmen: Je nach Prüfaufgabe und Kraftbereich wird zwischen Tisch- und Standmodellen unterschieden. Tischprüfmaschinen eignen sich für kleinere bis mittlere Prüfkräfte, während Standmodelle auf hohe Belastungen bis in den Megawattbereich ausgelegt sind. Der Lastrahmen sorgt für die strukturelle Stabilität und führt die Traverse exakt entlang der Prüfachse.
- Kraftaufnehmer: Der Kraftaufnehmer misst die auf die Probe einwirkende Zugkraft. Hochpräzise Sensoren liefern lineare Messdaten über den gesamten Kraftbereich. Die Auswahl des passenden Kraftsensors erfolgt in Abhängigkeit von der erwarteten Belastung und der erforderlichen Genauigkeitsklasse gemäß ISO 7500-1.
- Spannzeuge: Spannzeuge verbinden die Probe mechanisch mit der Maschine. Sie müssen sowohl zentrisch ausgerichtet als auch kraftschlüssig sein, um eine gleichmäßige Belastung sicherzustellen. Für unterschiedliche Werkstoffe und Probenformen stehen manuelle, pneumatische oder hydraulische Spannsysteme zur Verfügung.
- Dehnungsmesser: Zur Erfassung der Dehnung werden Dehnungsmesser (=Extensometer) eingesetzt. Kontaktierende Extensometer messen direkt an der Probe, während optische Systeme berührungslos arbeiten und besonders für empfindliche oder sehr dehnbare Materialien geeignet sind. Die Wahl des geeigneten Dehnungsmessers richtet sich nach der Norm, der Dehnrate und der erwarteten Genauigkeit.
- Elektronik, Software und Sicherheitsfunktionen: Die Maschinensteuerung erfolgt über eine zentrale Elektronik, die Kraft-, Weg- und Dehnungssignale synchron erfasst. Die Prüfsoftware ermöglicht die Konfiguration, Durchführung und Auswertung von Zugversuchen gemäß internationaler Normen oder individueller Vorgaben. Moderne Systeme integrieren Sicherheitsfunktionen wie Wegbegrenzung, Überlastschutz und Benutzerverwaltung für einen sicheren und normkonformen Prüfablauf.
Modularität und vielseitige Einsatzmöglichkeiten
Zugprüfmaschinen lassen sich durch passende Zusatzausrüstung flexibel erweitern und zu vollwertigen Universalprüfmaschinen ausbauen. Mit geeigneten Spannzeugen, Aufbauten oder Softwaremodulen sind neben Zugversuchen auch Druck-, Biege- oder Scherversuche möglich. Diese Modularität ist besonders für Labore und Unternehmen wichtig, die verschiedene Werkstoffe nach unterschiedlichen Normen prüfen müssen. Das bedeutet eine höhere Investitionssicherheit, da sich die Maschine an veränderte Anforderungen anpassen lässt, ohne dass ein kompletter Neukauf erforderlich ist. Auch individuelle Prüfmethoden außerhalb genormter Abläufe können über die Prüfsoftware abgebildet werden.
Welche Kennwerte werden mit einer Zugprüfmaschine ermittelt?
Eine Zugprüfmaschine misst folgende Werkstoffkennwerte zur Beurteilung von Festigkeit und Verformbarkeit:
- Zugfestigkeit: Maximale Spannung, die ein Werkstoff im Zugversuch aushält.
- Streckgrenze: Beginn der plastischen Verformung, entscheidend für statische Beanspruchung.
- E-Modul: Maß für die Steifigkeit eines Materials im elastischen Bereich.
- Bruchdehnung und Einschnürung: Geben Aufschluss über das Dehnverhalten und die Duktilität der Probe.
- Spannungs-Dehnungs-Kurve: Grafische Darstellung des Prüfverlaufs zur Ableitung aller Kennwerte.
- Weitere Kennwerte: Optional lassen sich auch die Poisson-Zahl oder Kaltverfestigung ermitteln.
Typische Anwendungsbeispiele für Zugprüfmaschinen
Zugprüfmaschinen kommen in zahlreichen Industriebereichen zum Einsatz, in denen Werkstoffe auf ihre mechanischen Eigenschaften geprüft werden müssen. In der Metallverarbeitung dienen sie beispielsweise zur Ermittlung der Streckgrenze und Zugfestigkeit von Stahl oder Aluminium. In der Kunststofftechnik lassen sich Dehnung und Elastizitätsmodul nach Normen wie ISO 527 zuverlässig erfassen. In der Medizintechnik prüfen Labore die Belastbarkeit von Implantaten, chirurgischen Nähten oder biokompatiblen Kunststoffen unter Zugbeanspruchung. Auch Verbundwerkstoffe, Elastomere und technische Textilien werden regelmäßig auf ihre Zug- und Dehneigenschaften untersucht. Die Ergebnisse fließen in die Qualitätssicherung, Produktfreigabe und Materialentwicklung ein und bilden somit eine wichtige Grundlage für normkonformes Arbeiten.
Relevante Normen für Zugprüfmaschinen
Je nach Materialart gelten unterschiedliche internationale Prüfstandards. Diese Normen definieren Prüfbedingungen, Auswertung und zulässige Abweichungen und sind für die Vergleichbarkeit und Rechtssicherheit der Prüfergebnisse verantwortlich.
In der industriellen Praxis sind diese Normen weit mehr als technische Richtlinien. Sie bilden die Grundlage für Kalibrierungen, Prüfkonzepte und Maschinenfreigaben. Darüber hinaus sind sie entscheidend für die rechtssichere Materialfreigabe und spielen eine wichtige Rolle bei Zertifizierungen, Audits sowie Exportnachweisen.
Hier erhalten Sie eine Übersicht über alle Normen.
Viele Normen definieren nicht nur die zu ermittelnden Kennwerte, sondern auch die Prüfbedingungen. Für Metallzugversuche schreibt ISO 6892-1 unter anderem definierte Prüfgeschwindigkeiten vor, etwa über die Methode A (Dehnratenregelung) oder Methode B (konstante Traverse). Moderne Prüfmaschinen lassen sich präzise auf diese Anforderungen einstellen.
Zugprüfmaschine für normgerechte Prüfgeschwindigkeiten
Die Prüfgeschwindigkeit hat einen direkten Einfluss auf die Ergebnisse eines Zugversuchs und ist daher in vielen Normen klar definiert. Für metallische Werkstoffe legen ISO 6892-1 und ASTM E8 fest, wie die Belastung während der Prüfung erfolgen muss. Dabei kommen unter anderem Verfahren mit geregelter Dehnrate oder konstanter Traversengeschwindigkeit zum Einsatz. Moderne Zugprüfmaschinen ermöglichen die präzise Einstellung dieser Parameter, sodass normkonforme und reproduzierbare Prüfergebnisse zuverlässig erreicht werden.
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Seit 1970 steht SCHÜTZ+LICHT für erstklassige Materialprüfmaschinen. Unsere Fokussierung auf Zugprüfmaschinen erlaubt es uns, individuell angepasste Lösungen zu liefern, die präzise auf Ihre Anforderungen abgestimmt sind.
Preisvorteil bei Zugprüfmaschinen
Der Hersteller GALDABINI verwendet ausschließlich hochwertige Komponenten in einer standardisierten Bauweise, was die Herstellungskosten effektiv reduziert. Obwohl GALDABINI zu den führenden Anbietern zählt, wird auf unnötige Preisaufschläge verzichtet – zum Vorteil für unsere Kunden.
Moderne Prüfsoftware
Die Prüfsoftware LabTest überzeugt durch eine klare Benutzeroberfläche, eine intuitive Bedienlogik und zahlreiche vordefinierte Prüfabläufe. Bediener werden durch geführte Einstellungen sicher durch den Prüfprozess geführt, selbst bei komplexen Normvorgaben. Die modulare Struktur ermöglicht individuelle Anpassungen sowie eine einfache Erweiterung bei steigenden Anforderungen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist eine Zugprüfmaschine?
Eine Zugprüfmaschine ist ein Prüfmaschine, das Materialien wie Metall, Kunststoff oder fertige Produkte auf ihre Festigkeit oder Maximalkraft (und Dehnbarkeit) testet, indem es sie bis zum Bruch zieht. Sie hilft dabei zu verstehen, wie ein Material unter Belastung reagiert und ist unverzichtbar für Qualitätssicherung und Forschung.
Warum sind GALDABINI Materialprüfmaschinen günstiger als andere Hersteller?
GALDABINI verwendet für die Prüfmaschinen hochwertige Komponenten (BECKHOFF Elektronik, BOSCH REXROTH Spindeln, bürstenlose AC-Motoren und digitale Motorcontroller), produziert standardmäßig und verzichtet auf unnötige Preisaufschläge.
Worauf sollte ich beim Kauf einer Prüfmaschine achten?
Beim Kauf einer Zugprüfmaschine sollten Sie auf die maximale Kraftkapazität (weder zu groß – da kostenintensiver – noch zu klein), die Genauigkeit der Messungen und die Kompatibilität mit den zu testenden Materialien achten. Es ist ebenfalls wichtig, dass die Maschine benutzerfreundliche Software bietet und von einem Hersteller mit gutem Support und Service kommt.
Was ist der Unterschied zwischen einer Universalprüfmaschine und einer Zugprüfmaschine?
Eine Universalprüfmaschine ist eine flexibel konfigurierbare Prüfanlage. Je nach Ausstattung eignet sie sich für verschiedene Prüfverfahren wie Zug-, Druck- oder Biegeversuche. Wird sie mit passenden Spannvorrichtungen und einem Dehnungsmesser für Zugversuche verwendet, spricht man von einer Zugprüfmaschine. Der Begriff bezeichnet somit eine spezielle Einsatzform der Universalprüfmaschine.
