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Materials Technology

Material and Component Testing

 

MATERIAL AND COMPONENT BEHAVIOR

identified through testing

Components and products are built to be reliable during their entire service life. Therefore, in the planning and development phase, it is important to ensure that numerous material properties, e.g. strength, stiffness or formability are systematically determined. Also for prototypes or components, it is necessary to ensure that all operational requirements are fulfilled.

The determination of mechanical material characteristics as well as static and dynamic component testing requires many years of experience and material know-how.

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Our accredited laboratory has numerous test facilities for the determination of mechanical material characteristics. If parts or components are to be tested with one or more synchronized load paths, complex test setups can be established on a test field. Depending on the requirement and force level, either hydraulic or pneumatic cylinders are available. Our prototype workshop can quickly produce specifically needed tools and clamping jigs.

Materials: aluminum, steel, copper, titanium, nickel, plastics, fiber composite materials (GFRP, CFRP), foams, sandwich composites

Loading: static, dynamic (fatigue), creep, single or synchronized forces

Possible additional influences: temperature (heat, cold), corrosion


MEASURMENT TECHNOLOGY

Use extensive measurement technology intelligently

Due to a wide range of diverse measuring technology and testing machines, customer requirements can be optimally implemented. Suisse TP is able to provide an in-depth knowledge of structural mechanics thanks to a large number of projects, for automotive and commercial vehicle construction, rail vehicle construction and other industrial sectors.

Upon request, the measured data can also be evaluated and processed for direct use in commercial finite element software. It is often useful to program specific tools to perform efficient evaluations of the test data.

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Testing machines: universal testing machines, creep testing machines, vibrophores, servo-hydraulic testing machines, servo-pneumatic testing systems

Load application: hydraulic cylinders, pneumatic cylinders

Sensors and test equipment: force sensors, pressure sensors, strain gauges, inductive position sensors and magnetostrictive transducers, laser extensometers, stereo optical strain and displacement measurement, inductive accelerometers, piezoresistive accelerometers, temperature sensors



ACCREDITED LABORATORY

According to ISO 17025

In order to consistently deliver high quality standards, reliable test results are essential. Suisse TP is quality certified by ISO 17025 in the following areas:

  • Tensile test according to ISO 6892-1, ISO 6892-2 and ASTM E8
  • Brinell hardness test according to ISO 6506-1 and ASTM E10
  • Vickers hardness test according to ISO 6507-1
  • Fatigue tests on tensile specimens according to ISO 1099 and ASTM E466

statische Prüfungen

Zug-, Druck- und Biegeprüfung

Prüftemperatur Raumtemperatur

Normprüfkörper oder Bauteile werden auf Zug, Druck, Schub oder Biegung belastet. Aufgezeichnet und ausgewertet wird der Kraft-Weg-Verlauf.

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Gerätetyp und Ausrüstung 3 Universalprüfmaschinen
Messbereich Messdosen 50N, 500 N, 50 kN und 250 kN (Zug, Druck)
Typische Anwendungen Durchführung von Zug- und Druckprüfungen, Biegeprüfungen sowie einachsigen Bauteilprüfungen
Prüfnormen z.B. DIN EN ISO 6892-1 und -2, DIN EN ISO 527, DIN EN ISO 844, DIN EN 2563, EN ISO 14130, EN ISO 14125, ASTM D2344, ASTM D7264

Zug-, Druck- und Biegeprüfung

Prüftemperatur bis 550°C

Normprüfkörper oder Bauteile werden mit konstanter Temperatur auf Zug, Druck, Schub oder Biegung belastet. Aufgezeichnet und ausgewertet wird der Kraft-Weg-Verlauf.

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Gerätetyp und Ausrüstung

Universalprüfmaschine mit Klimakammer

Messbereich Messdosen 1.0 kN und 50 kN (Zug, Druck)
Temperaturbereich von RT bis 550°C
Wegmessung über Clip Gauge oder Laserabtastung
Typische Anwendungen Durchführung von Prüfungen an Normprüfkörpern sowie einachsigen Bauteilprüfungen im angegebenen Temperaturbereich
Prüfnormen

DIN EN ISO 6892-2, DIN EN ISO 1922, DIN EN ISO 844

Härteprüfung

Quantitative Bestimmung der Oberflächenhärte

Der Widerstand einer Werkstoffoberfläche wird gegen plastische Verformungen durch einen genormten Eindringkörper dadurch ermittelt, dass der bleibende Eindruck vermessen wird.

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Gerätetyp und Ausrüstung DuraScan G5, Fischerscope und Brickers 220
Vickers DIN EN ISO 6507-1, ASTM E384, Mikro- und Kleinlast
Brinell DIN EN ISO 6506-1, ASTM E10
Knoop ISO 4545, ASTM E384
Martenshärte ISO 14577
Typische Anwendungen Bestimmung von Einsatzhärtetiefe (Eht), Nitrierhärtetiefe (Nht), Randschichthärtetiefe (Rht), Kernhärte und Wärmebehandlungszuständen

Zeitstandversuche

Materialien Kriechen unter permanenter Last

Im Zeitstandversuch wird das Werkstoffverhalten bei konstanter Prüftemperatur nach längerem Einwirken einer konstanten Kraft ermittelt.

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Gerätetyp und Ausrüstung 6 Zeitstandprüfmaschinen
Messbereich Kraftbereich von 0.5 kN bis 50 kN
Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 500°C
Typische Anwendungen Das Langzeitverhalten von Kunststoffen und Metallen wird an Probestäben unter Zugbeanspruchung bestimmt. Das Langzeitverhalten kann auch an Schäumen (z.B. für Kernmaterialien in Sandwichverbunden) unter Druckbeanspruchung ermittelt werden.
Prüfnormen z.B. EN ISO 204

Prüfspannrahmen und Aufspannfeld

Flexible Versuche an Bauteilen mittels Hydraulik- oder Pneumatikzylinder

Im Prüfspannrahmen und auf unserem Aufspannfeld können wir komplexe Prüfungen an Bauteilen oder Bauteilkomponenten durchführen. Dabei sind die Anzahl der Kräfte und die Kraftrichtungen flexibel. Je nach Anforderung und Kraftniveau verwenden wir synchronisiert gesteuerte Hydraulik- oder Pneumatikzylinder.

Die notwendigen Vorrichtungen und Aufspannmittel fertigen wir bei Bedarf in unserer eigenen Prototypenwerkstatt an, was für unsere Kunden Vorteile bringt und Zeit spart.

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Gerätetyp und Ausrüstung

Mehrkanalsteuerung
Prüfspannrahmen (L x B x H = 3m x 1m x 2m)
Aufspannfeld (L x Bx H = 6m x 5m x 4.2m)
Hydraulikzylinder (statisch bis zu 500kN)
Pneumatikzylinder (statisch bis zu 17kN)

Typische Anwendungen Bauteile werden unter realitätsnahen Bedingungen mittels Prüfzylindern belastet. Während der Prüfung wird das Bauteil überwacht.

Ermüdungsversuche

Hochfrequent an Schwingproben und Bauteilen

Kurze Prüfdauer durch hohe Prüffrequenz

Für kleine, einachsig beanspruchte Proben und Bauteile stehen verschiedene Prüfmaschinen zur Verfügung. Das Schwingsystem bestehend aus Bauteil und Prüfmaschine muss in der Anfangsphase der Prüfung eingeschwungen werden.

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Gerätetyp und Ausrüstung 4 Hochfrequenzpulsatoren
Messbereich Kraftbereich von 2kN bis 200kN
Spannungsverhältnis -1 ≤ R ≤ +1
Prüffrequenz 70Hz ≤ f ≤ 150Hz je nach Eigenschwingverhalten
Typische Anwendungen Prüfung von Materialien oder Bauteilen auf Zeit- oder Dauerfestigkeit. Erstellung von Wöhlerkurven.
Prüfnormen z.B. ISO 1099, ASTM E466

Niederfrequent an Schwingproben und Bauteilen

Zügige Prüfdauer ohne Einschwingphase

Für kleine, einachsig beanspruchte Proben und Bauteile stehen verschiedene Prüfmaschinen zur Verfügung, die mit servohydraulischen Zylindern betrieben werden. Die Prüfungen haben den Vorteil, dass schon die erste Belastung korrekt gesteuert erfolgt. Möglich sind kraft- oder weggeregelte Versuche.

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Gerätetyp und Ausrüstung

Servohydraulische Prüfmaschinen, Prüfrahmen

Messbereich bis zu 20kN
Spannungsverhältnis -1 ≤ R ≤ +1
Prüffrequenz f ≤ 25Hz je nach Probe
Typische Anwendungen Prüfung von Materialien oder Bauteilen auf Zeitfestigkeit, insbesondere Kurzzeitfestigkeit.
Bauteilprüfungen, bei denen durchgängig exakt definierte Belastungsverläufe erforderlich sind.

an Bauteilen mit ein- oder mehraxialen Kräften

Wenn eine Ermüdungsprüfung mehr Flexibilität verlangt

Im Prüfspannrahmen und auf unserem Aufspannfeld können wir komplexe Prüfungen an Bauteilen oder Bauteilkomponenten durchführen. Dabei sind die Anzahl der Kräfte und die Kraftrichtung flexibel. Je nach Anforderung und Kraftniveau verwenden wir synchronisiert gesteuerte Hydraulik- oder Pneumatikzylinder.

Die notwendigen Vorrichtungen und Aufspannmittel fertigen wir bei Bedarf in unserer eigenen Prototypenwerkstatt an, was für unsere Kunden Vorteile bringt und Zeit spart.

Details anzeigen
Gerätetyp und Ausrüstung Mehrkanalsteuerung
Prüfspannrahmen (L x Bx H = 3m x 1m x 2m)
Aufspannfeld (L x B x H = 5m x 5m x 4.2m)
Hydraulikzylinder (dynamisch bis zu 100kN)
Pneumatikzylinder (dynamisch bis zu 17kN)
Typische Anwendungen Bauteile werden unter realitätsnahen Bedingungen mittels Prüfzylindern belastet. Während der Prüfung wird das Bauteil überwacht.

Korrosionsermüdung

Den Einfluss einer korrosiven Umgebung berücksichtigen

Während des Ermüdungstests ist es möglich, den Prüfling einer korrosiven Umgebung auszusetzen. Spezielle Aufbauten und Prüfvorrichtungen sind möglich.

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Gerätetyp und Ausrüstung Kundenspezifische Aufbauten
Typische Anwendungen Die Ermüdungsfestigkeit eines Aluminium-Schmiedematerials mit einer speziellen Beschichtung wurde unter dem Einfluss einer korrosiven Flüssigkeit bestimmt.

Umformversuche und Dehnungsmessung (Aramis, Argus)

Die Grenzen der Umformbarkeit eines Materials messen

Das Messsystem bestehend aus zwei CCD-Kameras beobachtet ein Bauteil während der Belastung. Für jeden Lastzustand werden die 3D-Koordinaten der Bauteiloberfläche bestimmt, woraus sich die dreidimensionalen Verschiebungen und Dehnungen ergeben. Es können verschiedene Materialien und Materialverbunde untersucht werden.

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Gerätetyp und Ausrüstung Umformmaschine mit stereo-optischem Kamerasystem (Aramis)
Messbereich Die Auflösung der Messung ist abhängig von der Messfläche.
Typische Anwendungen Dreidimensionale Charakterisierung der Verformungseigenschaften von Tiefziehblechen (Nakajima-Tests).
Erstellung von Grenzformänderungsschaubildern (Forming Limit Diagrams)

Schweisseignungsprüfung

Versuchstechnische Sicherstellung der Schweisseignung

In unserem Schweisslabor wird die Schweissbarkeit verschiedener Materialien und deren Kombinationen untersucht. Der Fokus liegt auf Aluminiumwerkstoffen sowie Mischverbindungen wie z.B. Aluminium-Stahl oder Aluminium-Titan.

Um eine einwandfreie Schweissung in der Serienfertigung zu garantieren, müssen bereits im Labor reproduzierbare Schweissparameter hinsichtlich Werkstoff, Geometrie und Konstruktion der Schweissverbindung garantiert werden. Dies wird durch die Verwendung von seriennahen Vorrichtungen und den Einsatz eines Schweissroboters sichergestellt. Im Anschluss an die Schweissung können zahlreiche weiterführende Untersuchungen wie Farbeindringprüfungen, Computertomographie, Gefügeanalysen oder Festigkeitsmessungen die Qualität der Schweissung bewerten.

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Gerätetyp und Ausrüstung Fronius VR7000 MIG-CMT Schweissanlage mit ABB-Roboter und Drehtisch
Messbereich MIG, CMT
Typische Anwendungen Schweisseignungsprüfungen für die Automobilindustrie. Schweissbarkeit von Mischverbindungen, z.B. Aluminium-Gusslegierung mit Aluminium-Knetlegierung.

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Jan Rothe

Jan Rothe studied civil engineering at the Technical University of Dresden and graduated in 1998. Subsequently, he worked for several years in the field of component design, structural analysis and fatigue calculation of special cranes. In 2002 he moved to Alcan in Neuhausen am Rheinfall. As project manager in the Computer-Aided-Engineering department, the focus of his work was on structural calculations and the professional design of aluminium components with high demands on service life. Mr. Rothe received his doctorate on this topic in 2006 at the Technical University of Munich.

bauteil@suisse-tp.ch +41 52 551 1103