Mechanische Prüfungen

Belastungsarten und gemessene Kennwerte

Bei mechanischen Prüfungen wird ein Kunststoff definiert belastet, bis ein festgelegter Punkt erreicht ist oder die Probe versagt. Je nach Verfahren lassen sich unter anderem Zugfestigkeit, Dehnung, Elastizitätsmodul, Biegefestigkeit, Druckverhalten oder Schlagzähigkeit bestimmen. Aussagekraft und Vergleichbarkeit hängen von Probengeometrie, Prüfgeschwindigkeit, Temperatur und Konditionierung ab. Deshalb werden Prüfbedingungen und Probenzustand im Labor genau dokumentiert.

Wann mechanische Prüfungen im Kunststofflabor eingesetzt werden

Typische Einsatzfelder sind die Werkstoffauswahl in der Entwicklung, der Vergleich verschiedener Compounds, die Freigabe von Serienmaterial und die Abklärung von Schadensfällen. Auch nach Änderungen an Rezeptur, Verarbeitung oder Werkzeug können mechanische Prüfungen zeigen, ob sich das Eigenschaftsprofil verschoben hat. Im Wareneingang dienen sie dazu, definierte Kennwerte einer Charge zu prüfen. Bei Bauteilen aus Kunststoff werden die Resultate oft mit den erwarteten Belastungen im Einsatz abgeglichen.

Typische Verfahren von Zugversuch bis Schlagprüfung

Zu den häufigen Unterleistungen gehören Zugversuche, Druckversuche und der 3-Punkt-Biegeversuch. Ergänzend werden Schlagprüfungen nach Charpy oder Izod eingesetzt, wenn die Reaktion auf schlagartige Beanspruchung beurteilt werden soll. Die Wahl des Verfahrens richtet sich nach Werkstoff, Geometrie und der Fragestellung: Ein Zugversuch beschreibt das Verhalten unter axialer Belastung, eine Biegeprüfung das Verhalten unter kombinierter Zug- und Druckbeanspruchung. Bei spröden oder zähen Kunststoffen liefern Schlagprüfungen zusätzliche Hinweise auf das Bruchverhalten.

Abgrenzung zu rheologischen und anderen Kunststoffprüfungen

Innerhalb der Laborleistung Prüfungen konzentrieren sich mechanische Prüfungen auf das Verhalten unter äusserer Belastung im festen Zustand. Rheologische Prüfungen untersuchen dagegen das Fliess- und Verarbeitungsverhalten der Schmelze oder des Materials unter Scherung. Oberflächen-Reinheitsprüfungen bewerten Verunreinigungen oder Rückstände auf Bauteilen und Rohmassen-Prüfungen beziehen sich auf Ausgangsmaterialien vor der eigentlichen Bauteil- oder Werkstoffprüfung. Mechanische Prüfungen liefern damit andere Kennwerte und beantworten andere Fragen als diese Geschwisterleistungen.