Grenzen, Vor-/Nachteile

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 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 Probenhalterung der Probenschleifmaschine eingelegt eingelegt und innerhalb von ca. 30 - 60 Sekunden so geschliffen, dass diese direkt danach - ohne weitere Bearbeitung - für die Prüfung genutzt werden. Und das mit einer Güte die von keinem anderen System erreicht bzw. übertroffen wird.

Es gibt jedoch auch Grenzen dieses Systems:

Typisch ist heute das Stanzen von Blechen bis ca. 8 oder gar 10 mm. Durch die Weiterentwicklung unserer Stanzen und der Zug-Probenschleifmaschine PSM2000 sind nun auch Bleche bis 10 mm stanzbar und schleifbar. Die Grenzen liegen bei einem Verhältnis von 1,5 : 1 (Breite zu Dicke) der Bleche. Durch den Einsatz besonderer Schleifbänder ist eine Erhitzung der Proben bis zu einer Schädigung der Probe durch Erhitzung über 120° C ausgeschlossen - zahlreiche Versuche belegen dies. Mehrfach wurden Messungen durchgeführt bei denen nie eine Temperatur von 50 - 60°C überschritten wurde. Eine aktive Kühlung des Schleifvorgangs ist nicht erforderlich oder sinnvoll.

Aber auch wenn Sie die Proben nicht schleifen sondern fräsen möchten:

Das Stanzen einer Zugprobe macht auch dann Sinn:

  • 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, Zugprobenstanzwerkzeuge + Probenschleifmaschine
    (Probenaufkommen ca. 200 - 400 / Tag)
  • Zugprobenstanze und CNC-Fräse (Probenaufkommen >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 (Water-Jet-Cutting)

Vorteil

  • Verarbeitung harter Bleche mit hoher Festigkeit > 1.600 MPa
  • Verarbeitung von Blechen über 10 mm Dicke

Nachteil

  • lange Bearbeitungszeiten (Wartezeit bei eiligen Prüfungen) ca. 30 - 200 Sekunden
  • für die Bedienung der Anlage ist qualifiziertes (teures) Fachpersonal erforderlich
  • es entstehen hohe Betriebs- und Wartungskosten
  • die Proben sind (sofern keine Rostschutzemulsion versendet wird) bereits am Folgetag verrostet
  • die Oberflächenrauhigkeit der Schnittfläche erfordert eine Nachbearbeitung um die laut Norm erforderliche Rauhigkeit von 6,3r zu erreichen
  • die Probe bedarf nach der Herstellung einer Nachbearbeitung da durch die Ausbreitung des Wasser-Schnittstrahls eine konische Probe entsteht (konischer Querschnitt). Dies kann bei modernen, kostenintensiven Maschinen teilweise kompensiert werden
  • für unterschiedliche Blechdicken müssen unterschiedliche Programme angelegt / gewählt werden damit die der Konizitäts-Ausgleich nicht zu undefinierten Probenbreiten führt (Probebreite b = 20 mm)

Laserstrahl-Schneiden

Vorteil

  • Verarbeitung harter Bleche mit hoher Festigkeit > 1.600 MPa
  • Verarbeitung von Blechen über 12 mm Dicke

Nachteil

  • sehr hohe Investitionskosten
  • lange Bearbeitungszeiten (Wartezeit bei eiligen Prüfungen)
  • Für die Bedienung der Anlage ist qualifiziertes Fachpersonal erforderlich
  • Es entstehen hohe Betriebs- und Wartungskosten
  • die Probe muss nach der Herstellung nachbearbeitet werden da durch die thermische Bearbeitung mit dem Laser eine hitzegeschädigte Wärmezone entsteht die die Ergebnisse nicht nur beeinflussen sondern extrem verfälschen

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
  • bei hohem Probenaufkommen "rechnet" sich die "mannlose" automatische Bearbeitung

Nachteil

  • Hohe Investitionskosten
  • 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
  • die Kanten müssen wie beim Stanzen nachgearbeitet werden
  • es kommt (ja nach Blechdicke) zum Flattern des Bleches
    (für unterschiedliche Blechdicken ungeeignet)

 

 

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
  • Wartungsfreie Maschinen (Ölwechsel alle 3 - 5 Jahre, Nachbearbeitung der Schleifmaschine, schärfen des Stanzwerkzeuge alle 20.000 - 100.000 Stanzungen)

Nachteil

  • für einzelne Proben unwirtschaftlich - lassen Sie die Proben fräsen
  • keine mannlose Fertigung