Schrumpfversuch - Versionsgeschichte

Loeffler-Kamann am 9. September 2025 um 10:38 Uhr

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	Der Prüfkörper für die Laserextensometrie wird mit horizontalen, weißen Streifen innerhalb der vorgesehenen Messlänge versehen, wobei zur Kontrastverstärkung oftmals eine Schwärzung des Untergrunds erfolgt ('''Bild 5a'''). Die Anzahl, der Abstand und die Geometrie der Streifen richten sich nach der Prüfaufgabe und der absoluten Größe des Schrumpfbetrags des Prüfkörpers. Die Applikation des Objekt-Rasterverfahrens setzt dagegen die Nutzung eines zufälligen Markierungsmusters nach '''Bild 5b''' voraus.<br>		Der Prüfkörper für die Laserextensometrie wird mit horizontalen, weißen Streifen innerhalb der vorgesehenen Messlänge versehen, wobei zur Kontrastverstärkung oftmals eine Schwärzung des Untergrunds erfolgt ('''Bild 5a'''). Die Anzahl, der Abstand und die Geometrie der Streifen richten sich nach der Prüfaufgabe und der absoluten Größe des Schrumpfbetrags des Prüfkörpers. Die Applikation des Objekt-Rasterverfahrens setzt dagegen die Nutzung eines zufälligen Markierungsmusters nach '''Bild 5b''' voraus.<br>
	Mit beiden Messtechniken lassen sich die lokale und integrale Schrumpfung innerhalb der gewählten Messlänge ermitteln oder die Umlagerungsprozesse bei der Schrumpfkraftmessung darstellen.		Mit beiden Messtechniken lassen sich die lokale und integrale Schrumpfung innerhalb der gewählten Messlänge ermitteln oder die Umlagerungsprozesse bei der Schrumpfkraftmessung darstellen.

			==Siehe auch==
			*[[Schrumpfung]]
			*[[Thermische Spannungs-Analyse]]
			*[[Thermische Dehnungs-Analyse]]
			*[[Schwindung]]
			*[[Laser-TMA-Scanner]]
			*[[Thermischer Ausdehnungskoeffizient]]


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	\|[[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag München (~~2015~~) 3. Auflage, S. ~~27–29~~ (ISBN 978-3-446-~~44350~~-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|[[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag München (2025) 4. Auflage, S. 24–27 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 23)
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	\|[2]		\|[2]
	\|DIN EN ISO 527-2 (2025-09): Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 2: Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen		\|DIN EN ISO 527-2 (2025-09): Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 2: Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen
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	\|[3]		\|[3]

Loeffler-Kamann: /* Ortsaufgelöster Schrumpfversuch */

2025-09-09T10:37:42Z

Ortsaufgelöster Schrumpfversuch

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	\|DIN EN ISO 527-2 (~~2012~~-06): Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 2: Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen		\|DIN EN ISO 527-2 (2025-09): Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 2: Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen
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Oluschinski am 4. August 2023 um 10:04 Uhr

2023-08-04T10:04:41Z

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	\|[[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag München (2015) 3. Auflage, S. 27–29 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|[[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag München (2015) 3. Auflage, S. 27–29 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
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Oluschinski am 13. August 2019 um 08:02 Uhr

2019-08-13T08:02:04Z

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	==Allgemeines==		==Allgemeines==

	Die Schrumpfung von [[Kunststoffbauteil]]en besitzt eine große praktische Bedeutung. Insbesondere wegen der großen thermisch induzierten Ausdehnung der [[Kunststoffe]] sind für Außenanwendungen oder bei Werkstoffkombinationen an die Bauteilkonstruktionen besondere Anforderungen zu stellen. Treten Temperaturen bei amorphen Kunststoffen im Bereich der [[Glastemperatur\|Glastemperatur T<sub>G</sub>]] oder bei teilkristallinen Kunststoffen in der Nähe der Schmelztemperatur T<sub>S</sub> auf, da kann ein Schrumpfprozess auftreten, der durch entropische Effekte verursacht wird. Infolge dieser gegenläufigen Prozesse der [[Thermischer_Ausdehnungskoeffizient\|thermischen Ausdehnung]] und der Schrumpfung durch Abbau der eingefrorenen [[Zugversuch Eigenspannungen Orientierungen\|Orientierungen]] kann somit eine deutliche Längenänderung der Kunststoffbauteile in Abhängigkeit von der Beanspruchungstemperatur einsetzen. Dies kann im Fall fixierter Bauteile zu starken Druck- oder Zugspannungen führen, die im Einsatz ein lokales Versagen der Bauteile (siehe: [[Bruchverhalten von Kunststoffbauteilen]]) verursachen können. Um Spannungsüberhöhungen infolge dieser Effekte konstruktiv zu minimieren, ist die Kenntnis des lokalen [[Schrumpfung\|Schrumpfungsverhaltens]] hinsichtlich der eintretenden Deformationen und Kräfte von Kunststoffen innerhalb des Einsatztemperaturbereiches erforderlich [1]. Zur Bestimmung des Schrumpfverhaltens werden in der prüftechnischen Praxis die Schrumpfmessung, auch unter dem Namen [[Thermische Dehnungs-Analyse\|Thermische Dehnungs-Analyse (TDA)]] bekannt, und die Messung der Schrumpfkraft, auch als [[Thermische Spannungs-Analyse\|Thermische Spannungs Analyse (TSA)]] bezeichnet, eingesetzt. Beide Versuche können mit konventioneller mechanischer Prüftechnik oder mit ortsauflösenden Dehnmesstechniken realisiert werden, wobei dann deutlich verbesserte Aussagen zum Schrumpfungsverhalten erhalten werden [3, 4].		Die Schrumpfung von [[Kunststoffbauteil]]en besitzt eine große praktische Bedeutung. Insbesondere wegen der großen thermisch induzierten Ausdehnung der [[Kunststoffe]] sind für Außenanwendungen oder bei Werkstoffkombinationen an die Bauteilkonstruktionen besondere Anforderungen zu stellen. Treten Temperaturen bei amorphen Kunststoffen im Bereich der [[Glastemperatur\|Glastemperatur T<sub>G</sub>]] oder bei teilkristallinen Kunststoffen in der Nähe der Schmelztemperatur T<sub>S</sub> auf, da kann ein Schrumpfprozess auftreten, der durch entropische Effekte verursacht wird. Infolge dieser gegenläufigen Prozesse der [[Thermischer_Ausdehnungskoeffizient\|thermischen Ausdehnung]] und der [[Schrumpfung]] durch Abbau der eingefrorenen [[Zugversuch Eigenspannungen Orientierungen\|Orientierungen]] kann somit eine deutliche Längenänderung der Kunststoffbauteile in Abhängigkeit von der Beanspruchungstemperatur einsetzen. Dies kann im Fall fixierter Bauteile zu starken Druck- oder Zugspannungen führen, die im Einsatz ein lokales Versagen der Bauteile (siehe: [[Bruchverhalten von Kunststoffbauteilen]]) verursachen können. Um Spannungsüberhöhungen infolge dieser Effekte konstruktiv zu minimieren, ist die Kenntnis des lokalen [[Schrumpfung\|Schrumpfungsverhaltens]] hinsichtlich der eintretenden Deformationen und Kräfte von Kunststoffen innerhalb des Einsatztemperaturbereiches erforderlich [1]. Zur Bestimmung des Schrumpfverhaltens werden in der prüftechnischen Praxis die Schrumpfmessung, auch unter dem Namen [[Thermische Dehnungs-Analyse\|Thermische Dehnungs-Analyse (TDA)]] bekannt, und die Messung der Schrumpfkraft, auch als [[Thermische Spannungs-Analyse\|Thermische Spannungs Analyse (TSA)]] bezeichnet, eingesetzt. Beide Versuche können mit konventioneller mechanischer Prüftechnik oder mit ortsauflösenden Dehnmesstechniken realisiert werden, wobei dann deutlich verbesserte Aussagen zum Schrumpfungsverhalten erhalten werden [3, 4].

	==Konventionelle Schrumpfversuche==		==Konventionelle Schrumpfversuche==
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	Die Schrumpfversuche werden in einer konstruktiv angepassten Temperierkammer oder einem Silikonbad durchgeführt. Die Temperierkammer ist dabei in eine [[Materialprüfmaschine\|Universalprüfmaschine]] appliziert, wobei der [[Prüfkörper]] einseitig eingespannt wird. Durch ein vorgegebenes Temperaturregime der Kammer mit einer Temperaturrampe wird der Prüfkörper langsam von Raumtemperatur beginnend aufgeheizt. Dadurch werden thermische Dehnungen, infolge des linearen Ausdehnungskoeffizienten, und nachfolgend Schrumpfdehnungen induziert, die mittels eines [[Dehnmessstreifen\|Dehnmessfühlers]] in Abhängigkeit von der Temperatur und Zeit registriert werden. Nach Erreichen der maximalen Temperatur, z. B. die [[Glastemperatur\|Glastemperatur T<sub>G</sub>]], kann diese eine Weile gehalten werden oder es wird wieder mit identischer Rampe sofort abgekühlt ('''Bild 2a'''). Als Prüfkörper wird zumeist der [[Vielzweckprüfkörper]] vom Typ 1A nach DIN EN ISO 527-2 verwendet [2].		Die Schrumpfversuche werden in einer konstruktiv angepassten Temperierkammer oder einem Silikonbad durchgeführt. Die Temperierkammer ist dabei in eine [[Materialprüfmaschine\|Universalprüfmaschine]] appliziert, wobei der [[Prüfkörper]] einseitig eingespannt wird. Durch ein vorgegebenes Temperaturregime der Kammer mit einer Temperaturrampe wird der Prüfkörper langsam von Raumtemperatur beginnend aufgeheizt. Dadurch werden thermische Dehnungen, infolge des linearen Ausdehnungskoeffizienten (siehe: [[Thermomechanische Analyse]]), und nachfolgend Schrumpfdehnungen induziert, die mittels eines [[Dehnmessstreifen\|Dehnmessfühlers]] in Abhängigkeit von der Temperatur und Zeit registriert werden. Nach Erreichen der maximalen Temperatur, z. B. die [[Glastemperatur\|Glastemperatur T<sub>G</sub>]], kann diese eine Weile gehalten werden oder es wird wieder mit identischer Rampe sofort abgekühlt ('''Bild 2a'''). Als Prüfkörper wird zumeist der [[Vielzweckprüfkörper]] vom Typ 1A nach DIN EN ISO 527-2 verwendet [2].

	[[Datei:Schrumpfversuch-2.jpg\|500px]]		[[Datei:Schrumpfversuch-2.jpg\|500px]]
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	===Konventionelle Schrumpfkraftmessung===		===Konventionelle Schrumpfkraftmessung===

	Diese Messungen werden ebenfalls an Zugprüfkörpern der Kunststoffprüfung (Vielzweckprüfkörper oder prismatische Prüfkörper) durchgeführt, um die Kraft und eventuell auch die Längenänderung von Prüfkörpern nach dem ausgewählten Herstellungsverfahren bei Temperatureinwirkung zu charakterisieren ('''Bild 3''').		Diese Messungen werden ebenfalls an Zugprüfkörpern der [[Kunststoffprüfung]] ([[Vielzweckprüfkörper]] oder prismatische Prüfkörper) durchgeführt, um die Kraft und eventuell auch die Längenänderung von Prüfkörpern nach dem ausgewählten Herstellungsverfahren bei Temperatureinwirkung zu charakterisieren ('''Bild 3''').

	[[Datei:Schrumpfversuch-3.jpg\|450px]]		[[Datei:Schrumpfversuch-3.jpg\|450px]]
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	\|Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag München (2015) 3. Auflage, S. 27–29 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|[[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag München (2015) 3. Auflage, S. 27–29 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
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	\|[2]		\|[2]
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	\|Razumovsky, I. A., Galkin, A. Y.: Foundations of Engineering Mechanics – Interference-optical Methods of Solid Mechanics. Springer Verlag Berlin, (2011), (ISBN 978-3-642-11221-8)		\|Razumovsky, I. A., Galkin, A. Y.: Foundations of Engineering Mechanics – Interference-optical Methods of Solid Mechanics. Springer Verlag Berlin, (2011), (ISBN 978-3-642-11221-8)
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			[[Kategorie:Thermoanalytische Methoden]]
			[[Kategorie:Verarbeitungsrelevante Eigenschaften]]

Reincke am 16. Februar 2018 um 15:12 Uhr

2018-02-16T15:12:49Z

Änderungen zeigen

Reincke am 18. Dezember 2017 um 11:39 Uhr

2017-12-18T11:39:59Z

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	\|Grellmann, W.; [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 27–29, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 27–29, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
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	\|Grellmann, W.; Bierögel, C.: Laserextensometrie anwenden – Einsatzmöglichkeiten und Beispiele aus der Kunststoffprüfung. Materialprüfung 40 (1998) 11–12, S. 452–459		\|Grellmann, W., Bierögel, C.: Laserextensometrie anwenden – Einsatzmöglichkeiten und Beispiele aus der Kunststoffprüfung. Materialprüfung 40 (1998) 11–12, S. 452–459
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	[[Kategorie:Laserextensometrie]]		[[Kategorie:Laserextensometrie]]

Oluschinski am 15. August 2017 um 10:49 Uhr

2017-08-15T10:49:28Z

← Nächstältere Version		Version vom 15. August 2017, 12:49 Uhr
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	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Schrumpfversuch</span>		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Schrumpfversuch</span>

	~~'''~~Ortsaufgelöster Schrumpfversuch~~'''~~		==Ortsaufgelöster Schrumpfversuch==

	Die Schrumpfung von [[Kunststoffbauteil]]en besitzt eine große praktische Bedeutung. Insbesondere wegen der großen thermisch induzierten Ausdehnung der [[Kunststoffe]] sind für Außenanwendungen oder bei Werkstoffkombinationen an die Bauteilkonstruktionen besondere Anforderungen zu stellen. Um Spannungsüberhöhungen konstruktiv zu minimieren, ist die Kenntnis des lokalen Schrumpfungsverhaltens von Kunststoffen innerhalb des Einsatztemperaturbereiches sinnvoll [1].<br>		Die Schrumpfung von [[Kunststoffbauteil]]en besitzt eine große praktische Bedeutung. Insbesondere wegen der großen thermisch induzierten Ausdehnung der [[Kunststoffe]] sind für Außenanwendungen oder bei Werkstoffkombinationen an die Bauteilkonstruktionen besondere Anforderungen zu stellen. Um Spannungsüberhöhungen konstruktiv zu minimieren, ist die Kenntnis des lokalen Schrumpfungsverhaltens von Kunststoffen innerhalb des Einsatztemperaturbereiches sinnvoll [1].<br>
	Die ortsaufgelösten Schrumpfversuche werden in einer konstruktiv- und problemangepassten Temperierkammer durchgeführt, die in eine [[Materialprüfmaschine]] appliziert ist, wobei der [[Prüfkörper]] einseitig eingespannt wird. Durch ein vorgegebenes Temperaturregime der Kammer werden im Prüfkörper thermische Dehnungen und nachfolgend Schrumpfdehnungen induziert, die mittels eines [[Laserextensometrie\|Laserextensometers]] auf der Oberfläche des [[Prüfkörper]]s berührungslos registriert werden. Im Gegensatz zur konventionellen Schrumpfungsmessung mit mechanischen Extensometern stehen somit lokale Schrumpfinformationen zur Verfügung, die durch den inneren Zustand ([[Zugversuch Eigenspannungen Orientierungen\|Eigenspannungen und Orientierungen]]) maßgeblich geprägt werden.		Die ortsaufgelösten Schrumpfversuche werden in einer konstruktiv- und problemangepassten Temperierkammer durchgeführt, die in eine [[Materialprüfmaschine]] appliziert ist, wobei der [[Prüfkörper]] einseitig eingespannt wird. Durch ein vorgegebenes Temperaturregime der Kammer werden im Prüfkörper thermische Dehnungen und nachfolgend Schrumpfdehnungen induziert, die mittels eines [[Laserextensometrie\|Laserextensometers]] auf der [[Oberfläche]] des [[Prüfkörper]]s berührungslos registriert werden. Im Gegensatz zur konventionellen Schrumpfungsmessung mit mechanischen Extensometern stehen somit lokale Schrumpfinformationen zur Verfügung, die durch den inneren Zustand ([[Zugversuch Eigenspannungen Orientierungen\|Eigenspannungen und Orientierungen]]) maßgeblich geprägt werden.

	''Prüfkörper''		==Prüfkörper==

	Als Prüfkörper wird der [[Vielzweckprüfkörper]] vom Typ 1A nach DIN EN ISO 527-2 ('''Bild 1''') verwendet [2]. Er wird mit horizontalen, weißen Streifen innerhalb der Messlänge versehen. Gegebenenfalls muss der Untergrund geschwärzt werden, um den Kontrast der Reflexion zu erhöhen. Die Anzahl, der Abstand und die Geometrie der Streifen richten sich nach der Prüfaufgabe und der absoluten Größe des Schrumpfbetrags. Der maximale Abstand der äußeren Markierungen beträgt aufgrund des Typs des Laserextensometers (Parallelscanner) 50 mm.		Als Prüfkörper wird der [[Vielzweckprüfkörper]] vom Typ 1A nach DIN EN ISO 527-2 ('''Bild 1''') verwendet [2]. Er wird mit horizontalen, weißen Streifen innerhalb der Messlänge versehen. Gegebenenfalls muss der Untergrund geschwärzt werden, um den Kontrast der [[Reflexion Licht\|Reflexion]] zu erhöhen. Die Anzahl, der Abstand und die Geometrie der Streifen richten sich nach der Prüfaufgabe und der absoluten Größe des Schrumpfbetrags. Der maximale Abstand der äußeren Markierungen beträgt aufgrund des Typs des Laserextensometers ([[Laser-Parallel-Scanner\|Parallelscanner]]) 50 mm.

	[[Datei:Schrumpfversuch_Bild1.png]]		[[Datei:Schrumpfversuch_Bild1.png]]
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	Mit der in '''Bild 1''' gezeigten Reflektoranordnung lässt sich die lokale und integrale Schrumpfung innerhalb der gewählten Messlänge ermitteln. Falls nur die integralen Schrumpfwerte gewünscht werden, kann mit nur zwei Reflektoren der Markierungsaufwand verringert werden.		Mit der in '''Bild 1''' gezeigten Reflektoranordnung lässt sich die lokale und integrale Schrumpfung innerhalb der gewählten Messlänge ermitteln. Falls nur die integralen Schrumpfwerte gewünscht werden, kann mit nur zwei Reflektoren der Markierungsaufwand verringert werden.

	''Messprinzip''		==Messprinzip==

	Das [[Laserextensometrie\|Laserextensometer]] enthält neben der Laserdiode und der erforderlichen Elektronik ein rotierendes Prisma, mit dem der Linienscan durch die Lichtbrechung in diesem Prisma auf der Prüfkörperoberfläche erreicht wird [3]. Der Scan wird in einem bestimmten Abstand und Winkel zur Oberflächennormalen des Prüfkörpers durchgeführt, damit eine Flächendiode die Hell-Dunkel-Übergänge mit hinreichender Intensität registrieren kann.<br>		Das [[Laserextensometrie\|Laserextensometer]] enthält neben der Laserdiode und der erforderlichen Elektronik ein rotierendes Prisma, mit dem der Linienscan durch die Lichtbrechung in diesem Prisma auf der Prüfkörperoberfläche erreicht wird [3]. Der Scan wird in einem bestimmten Abstand und Winkel zur Oberflächennormalen des Prüfkörpers durchgeführt, damit eine Flächendiode die Hell-Dunkel-Übergänge mit hinreichender Intensität registrieren kann.<br>
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	''Auswertung''		==Auswertung==

	Als Ergebnis der Messung erhält man die Längenänderung in Abhängigkeit von der Temperatur und die thermische Ausdehnung sowie den Schrumpf des Werkstoffes. Vor dem Einsetzen des Schrumpfens durch die erhöhte molekulare Beweglichkeit kann damit der [[Thermischer Ausdehnungskoeffizient\|lineare thermische Ausdehnungskoeffizient]] α<sub>th</sub> aus dem Anstieg des Kurvenverlaufes berechnet werden.<br>		Als Ergebnis der Messung erhält man die Längenänderung in Abhängigkeit von der Temperatur und die thermische Ausdehnung sowie den Schrumpf des Werkstoffes. Vor dem Einsetzen des Schrumpfens durch die erhöhte molekulare Beweglichkeit kann damit der [[Thermischer Ausdehnungskoeffizient\|lineare thermische Ausdehnungskoeffizient]] α<sub>th</sub> aus dem Anstieg des Kurvenverlaufes berechnet werden.<br>
	Als Beispiel ist Polyvinylchlorid ([[Kurzzeichen]]: PVC) in den '''Bildern 3''' und '''4''' dargestellt. Der Prüfkörper erfährt zunächst nach Versuchsbeginn eine lineare Ausdehnung, welche dann in einen exponentiellen Anstieg übergeht ('''Bild 3'''). Dieser Anstieg der Kurve charakterisiert den linearen Ausdehnungskoeffizienten, der auch abschnittsweise angegeben werden kann und vom Abbau der Eigenspannungen im Prüfkörper überlagert wird.<br>		Als Beispiel ist Polyvinylchlorid ([[Kurzzeichen]]: PVC) in den '''Bildern 3''' und '''4''' dargestellt. Der Prüfkörper erfährt zunächst nach Versuchsbeginn eine lineare Ausdehnung, welche dann in einen exponentiellen Anstieg übergeht ('''Bild 3'''). Dieser Anstieg der Kurve charakterisiert den linearen Ausdehnungskoeffizienten, der auch abschnittsweise angegeben werden kann und vom Abbau der [[Zugversuch Eigenspannungen Orientierungen\|Eigenspannungen]] im Prüfkörper überlagert wird.<br>
	Die Ausdehnung erreicht ab einer materialspezifischen Temperatur einen Wendepunkt, der als Beginn des [[Glastemperatur\|Glasübergangs]] interpretiert werden kann.		Die Ausdehnung erreicht ab einer materialspezifischen Temperatur einen Wendepunkt, der als Beginn des [[Glastemperatur\|Glasübergangs]] interpretiert werden kann.
	Dieser ist ein [[Werkstoffkennwert]], der vom Temperaturregime beeinflusst wird. Je nach Einsatzbedingungen des zu prüfenden Werkstoffes kann die Zieltemperatur und die Heiz- sowie Abkühlrate geregelt werden.		Dieser ist ein [[Werkstoffkennwert]], der vom Temperaturregime beeinflusst wird. Je nach Einsatzbedingungen des zu prüfenden Werkstoffes kann die Zieltemperatur und die Heiz- sowie Abkühlrate geregelt werden.
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	\|Grellmann, W.; Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 27–29, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|Grellmann, W.; [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 27–29, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
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	\|[2]		\|[2]
	\|DIN EN ISO 527-2 (2012-06): Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 2: Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen ~~(Normentwurf)~~		\|DIN EN ISO 527-2 (2012-06): Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 2: Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen
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	\|[3]		\|[3]

Oluschinski am 23. Juni 2017 um 08:32 Uhr

2017-06-23T08:32:46Z

← Nächstältere Version		Version vom 23. Juni 2017, 10:32 Uhr
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			{{PSM_Infobox}}
	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Schrumpfversuch</span>		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Schrumpfversuch</span>

Oluschinski am 18. April 2016 um 11:32 Uhr

2016-04-18T11:32:53Z

← Nächstältere Version		Version vom 18. April 2016, 13:32 Uhr
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	Die Schrumpfung von [[Kunststoffbauteil]]en besitzt eine große praktische Bedeutung. Insbesondere wegen der großen thermisch induzierten Ausdehnung der [[Kunststoffe]] sind für Außenanwendungen oder bei Werkstoffkombinationen an die Bauteilkonstruktionen besondere Anforderungen zu stellen. Um Spannungsüberhöhungen konstruktiv zu minimieren, ist die Kenntnis des lokalen Schrumpfungsverhaltens von Kunststoffen innerhalb des Einsatztemperaturbereiches sinnvoll [1].<br>		Die Schrumpfung von [[Kunststoffbauteil]]en besitzt eine große praktische Bedeutung. Insbesondere wegen der großen thermisch induzierten Ausdehnung der [[Kunststoffe]] sind für Außenanwendungen oder bei Werkstoffkombinationen an die Bauteilkonstruktionen besondere Anforderungen zu stellen. Um Spannungsüberhöhungen konstruktiv zu minimieren, ist die Kenntnis des lokalen Schrumpfungsverhaltens von Kunststoffen innerhalb des Einsatztemperaturbereiches sinnvoll [1].<br>
	Die ortsaufgelösten Schrumpfversuche werden in einer konstruktiv- und problemangepassten Temperierkammer durchgeführt, die in eine [[Materialprüfmaschine]] appliziert ist, wobei der Prüfkörper einseitig eingespannt wird. Durch ein vorgegebenes Temperaturregime der Kammer werden im Prüfkörper thermische Dehnungen und nachfolgend Schrumpfdehnungen induziert, die mittels eines ~~Laserextensometers (siehe~~ [[~~Hybride Methoden, Beispiele~~]]) auf der Oberfläche des [[Prüfkörper]]s berührungslos registriert werden. Im Gegensatz zur konventionellen Schrumpfungsmessung mit mechanischen Extensometern stehen somit lokale Schrumpfinformationen zur Verfügung, die durch den inneren Zustand (Eigenspannungen und Orientierungen) maßgeblich geprägt werden.		Die ortsaufgelösten Schrumpfversuche werden in einer konstruktiv- und problemangepassten Temperierkammer durchgeführt, die in eine [[Materialprüfmaschine]] appliziert ist, wobei der [[Prüfkörper]] einseitig eingespannt wird. Durch ein vorgegebenes Temperaturregime der Kammer werden im Prüfkörper thermische Dehnungen und nachfolgend Schrumpfdehnungen induziert, die mittels eines [[Laserextensometrie\|Laserextensometers]] auf der Oberfläche des [[Prüfkörper]]s berührungslos registriert werden. Im Gegensatz zur konventionellen Schrumpfungsmessung mit mechanischen Extensometern stehen somit lokale Schrumpfinformationen zur Verfügung, die durch den inneren Zustand ([[Zugversuch Eigenspannungen Orientierungen\|Eigenspannungen und Orientierungen]]) maßgeblich geprägt werden.

	''Prüfkörper''		''Prüfkörper''

	Als Prüfkörper wird der [[Vielzweckprüfkörper]] vom Typ 1A nach DIN EN ISO 527-2 (Bild 1) verwendet [2]. Er wird mit horizontalen, weißen Streifen innerhalb der Messlänge versehen. Gegebenenfalls muss der Untergrund geschwärzt werden, um den Kontrast der Reflexion zu erhöhen. Die Anzahl, der Abstand und die Geometrie der Streifen richten sich nach der Prüfaufgabe und der absoluten Größe des Schrumpfbetrags. Der maximale Abstand der äußeren Markierungen beträgt aufgrund des Typs des Laserextensometers (Parallelscanner) 50 mm.		Als Prüfkörper wird der [[Vielzweckprüfkörper]] vom Typ 1A nach DIN EN ISO 527-2 ('''Bild 1''') verwendet [2]. Er wird mit horizontalen, weißen Streifen innerhalb der Messlänge versehen. Gegebenenfalls muss der Untergrund geschwärzt werden, um den Kontrast der Reflexion zu erhöhen. Die Anzahl, der Abstand und die Geometrie der Streifen richten sich nach der Prüfaufgabe und der absoluten Größe des Schrumpfbetrags. Der maximale Abstand der äußeren Markierungen beträgt aufgrund des Typs des Laserextensometers (Parallelscanner) 50 mm.

	[[Datei:Schrumpfversuch_Bild1.png]]		[[Datei:Schrumpfversuch_Bild1.png]]
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	Das [[Laserextensometrie\|Laserextensometer]] enthält neben der Laserdiode und der erforderlichen Elektronik ein rotierendes Prisma, mit dem der Linienscan durch die Lichtbrechung in diesem Prisma auf der Prüfkörperoberfläche erreicht wird [3]. Der Scan wird in einem bestimmten Abstand und Winkel zur Oberflächennormalen des Prüfkörpers durchgeführt, damit eine Flächendiode die Hell-Dunkel-Übergänge mit hinreichender Intensität registrieren kann.<br>		Das [[Laserextensometrie\|Laserextensometer]] enthält neben der Laserdiode und der erforderlichen Elektronik ein rotierendes Prisma, mit dem der Linienscan durch die Lichtbrechung in diesem Prisma auf der Prüfkörperoberfläche erreicht wird [3]. Der Scan wird in einem bestimmten Abstand und Winkel zur Oberflächennormalen des Prüfkörpers durchgeführt, damit eine Flächendiode die Hell-Dunkel-Übergänge mit hinreichender Intensität registrieren kann.<br>
	Die Prüfkörper werden einseitig in eine der beiden Einspannklemmen der [[Materialprüfmaschine]], die sich in der Temperierkammer befinden, eingespannt (freie Einspannung). Der Prüfkörper wird so ausgerichtet, dass der Laserscan parallel zur Prüfkörperkante erfolgt. Eine Temperaturrampe wird definiert und danach der Versuch gestartet ('''Bild 2''').		Die Prüfkörper werden einseitig in eine der beiden Einspannklemmen (siehe: [[Prüfkörpereinspannung]]) der [[Materialprüfmaschine]], die sich in der Temperierkammer befinden, eingespannt (freie Einspannung). Der Prüfkörper wird so ausgerichtet, dass der Laserscan parallel zur Prüfkörperkante erfolgt. Eine Temperaturrampe wird definiert und danach der Versuch gestartet ('''Bild 2''').

	[[Datei:Schrumpfversuch_Bild2.png]]		[[Datei:Schrumpfversuch_Bild2.png]]
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	''Auswertung''		''Auswertung''

	Als Ergebnis der Messung erhält man die Längenänderung in Abhängigkeit von der Temperatur und die thermische Ausdehnung sowie den Schrumpf des Werkstoffes. Vor dem Einsetzen des Schrumpfens durch die erhöhte molekulare Beweglichkeit kann damit der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient α<sub>th</sub> aus dem Anstieg des Kurvenverlaufes berechnet werden.<br>		Als Ergebnis der Messung erhält man die Längenänderung in Abhängigkeit von der Temperatur und die thermische Ausdehnung sowie den Schrumpf des Werkstoffes. Vor dem Einsetzen des Schrumpfens durch die erhöhte molekulare Beweglichkeit kann damit der [[Thermischer Ausdehnungskoeffizient\|lineare thermische Ausdehnungskoeffizient]] α<sub>th</sub> aus dem Anstieg des Kurvenverlaufes berechnet werden.<br>
	Als Beispiel ist Polyvinylchlorid ([[Kurzzeichen]]: PVC) in den '''Bildern 3''' und '''4''' dargestellt. Der Prüfkörper erfährt zunächst nach Versuchsbeginn eine lineare Ausdehnung, welche dann in einen exponentiellen Anstieg übergeht ('''Bild 3'''). Dieser Anstieg der Kurve charakterisiert den linearen Ausdehnungskoeffizienten, der auch abschnittsweise angegeben werden kann und vom Abbau der Eigenspannungen im Prüfkörper überlagert wird.<br>		Als Beispiel ist Polyvinylchlorid ([[Kurzzeichen]]: PVC) in den '''Bildern 3''' und '''4''' dargestellt. Der Prüfkörper erfährt zunächst nach Versuchsbeginn eine lineare Ausdehnung, welche dann in einen exponentiellen Anstieg übergeht ('''Bild 3'''). Dieser Anstieg der Kurve charakterisiert den linearen Ausdehnungskoeffizienten, der auch abschnittsweise angegeben werden kann und vom Abbau der Eigenspannungen im Prüfkörper überlagert wird.<br>
	Die Ausdehnung erreicht ab einer materialspezifischen Temperatur einen Wendepunkt, der als Beginn des [[Glastemperatur\|Glasübergangs]] interpretiert werden kann.		Die Ausdehnung erreicht ab einer materialspezifischen Temperatur einen Wendepunkt, der als Beginn des [[Glastemperatur\|Glasübergangs]] interpretiert werden kann.
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	In der Nähe der [[Glastemperatur\|Glasübergangstemperatur]] beginnt der entropisch bedingte Schrumpf infolge der zunehmenden Mobilität der Molekülketten ('''Bild 4'''). Nach Beginn der Kühlung nimmt die Länge des Prüfkörpers entsprechend dem linearen Ausdehnungskoeffizienten wieder ab. Ist die Anfangstemperatur erreicht, kann der integrale und lokale Schrumpf S des Prüfkörpers bestimmt werden.		In der Nähe der [[Glastemperatur\|Glasübergangstemperatur]] beginnt der entropisch bedingte Schrumpf infolge der zunehmenden Mobilität der Molekülketten ('''Bild 4'''). Nach Beginn der Kühlung nimmt die Länge des Prüfkörpers entsprechend dem [[Thermischer Ausdehnungskoeffizient\|linearen Ausdehnungskoeffizienten]] wieder ab. Ist die Anfangstemperatur erreicht, kann der integrale und lokale Schrumpf S des Prüfkörpers bestimmt werden.


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	\|[2]		\|[2]
	\|DIN EN ISO 527-2 (2012-06): Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 2: Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen		\|DIN EN ISO 527-2 (2012-06): Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 2: Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen (Normentwurf)
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[3]		\|[3]

Oluschinski am 23. April 2015 um 11:53 Uhr

2015-04-23T11:53:08Z

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	''Messprinzip''		''Messprinzip''

	Das Laserextensometer enthält neben der Laserdiode und der erforderlichen Elektronik ein rotierendes Prisma, mit dem der Linienscan durch die Lichtbrechung in diesem Prisma auf der Prüfkörperoberfläche erreicht wird [3]. Der Scan wird in einem bestimmten Abstand und Winkel zur Oberflächennormalen des Prüfkörpers durchgeführt, damit eine Flächendiode die Hell-Dunkel-Übergänge mit hinreichender Intensität registrieren kann.<br>		Das [[Laserextensometrie\|Laserextensometer]] enthält neben der Laserdiode und der erforderlichen Elektronik ein rotierendes Prisma, mit dem der Linienscan durch die Lichtbrechung in diesem Prisma auf der Prüfkörperoberfläche erreicht wird [3]. Der Scan wird in einem bestimmten Abstand und Winkel zur Oberflächennormalen des Prüfkörpers durchgeführt, damit eine Flächendiode die Hell-Dunkel-Übergänge mit hinreichender Intensität registrieren kann.<br>
	Die Prüfkörper werden einseitig in eine der beiden Einspannklemmen der [[Materialprüfmaschine]], die sich in der Temperierkammer befinden, eingespannt (freie Einspannung). Der Prüfkörper wird so ausgerichtet, dass der Laserscan parallel zur Prüfkörperkante erfolgt. Eine Temperaturrampe wird definiert und danach der Versuch gestartet ('''Bild 2''').		Die Prüfkörper werden einseitig in eine der beiden Einspannklemmen der [[Materialprüfmaschine]], die sich in der Temperierkammer befinden, eingespannt (freie Einspannung). Der Prüfkörper wird so ausgerichtet, dass der Laserscan parallel zur Prüfkörperkante erfolgt. Eine Temperaturrampe wird definiert und danach der Versuch gestartet ('''Bild 2''').

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	Als Ergebnis der Messung erhält man die Längenänderung in Abhängigkeit von der Temperatur und die thermische Ausdehnung sowie den Schrumpf des Werkstoffes. Vor dem Einsetzen des Schrumpfens durch die erhöhte molekulare Beweglichkeit kann damit der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient α<sub>th</sub> aus dem Anstieg des Kurvenverlaufes berechnet werden.<br>		Als Ergebnis der Messung erhält man die Längenänderung in Abhängigkeit von der Temperatur und die thermische Ausdehnung sowie den Schrumpf des Werkstoffes. Vor dem Einsetzen des Schrumpfens durch die erhöhte molekulare Beweglichkeit kann damit der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient α<sub>th</sub> aus dem Anstieg des Kurvenverlaufes berechnet werden.<br>
	Als Beispiel ist Polyvinylchlorid ([[Kurzzeichen]]: PVC) in den '''Bildern 3''' und '''4''' dargestellt. Der Prüfkörper erfährt zunächst nach Versuchsbeginn eine lineare Ausdehnung, welche dann in einen exponentiellen Anstieg übergeht ('''Bild 3'''). Dieser Anstieg der Kurve charakterisiert den linearen Ausdehnungskoeffizienten, der auch abschnittsweise angegeben werden kann und vom Abbau der Eigenspannungen im Prüfkörper überlagert wird.<br>		Als Beispiel ist Polyvinylchlorid ([[Kurzzeichen]]: PVC) in den '''Bildern 3''' und '''4''' dargestellt. Der Prüfkörper erfährt zunächst nach Versuchsbeginn eine lineare Ausdehnung, welche dann in einen exponentiellen Anstieg übergeht ('''Bild 3'''). Dieser Anstieg der Kurve charakterisiert den linearen Ausdehnungskoeffizienten, der auch abschnittsweise angegeben werden kann und vom Abbau der Eigenspannungen im Prüfkörper überlagert wird.<br>
	Die Ausdehnung erreicht ab einer materialspezifischen Temperatur einen Wendepunkt, der als Beginn des Glasübergangs interpretiert werden kann.		Die Ausdehnung erreicht ab einer materialspezifischen Temperatur einen Wendepunkt, der als Beginn des [[Glastemperatur\|Glasübergangs]] interpretiert werden kann.
	Dieser ist ein [[Werkstoffkennwert]], der vom Temperaturregime beeinflusst wird. Je nach Einsatzbedingungen des zu prüfenden Werkstoffes kann die Zieltemperatur und die Heiz- sowie Abkühlrate geregelt werden.		Dieser ist ein [[Werkstoffkennwert]], der vom Temperaturregime beeinflusst wird. Je nach Einsatzbedingungen des zu prüfenden Werkstoffes kann die Zieltemperatur und die Heiz- sowie Abkühlrate geregelt werden.

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	In der Nähe der Glasübergangstemperatur beginnt der entropisch bedingte Schrumpf infolge der zunehmenden Mobilität der Molekülketten ('''Bild 4'''). Nach Beginn der Kühlung nimmt die Länge des Prüfkörpers entsprechend dem linearen Ausdehnungskoeffizienten wieder ab. Ist die Anfangstemperatur erreicht, kann der integrale und lokale Schrumpf S des Prüfkörpers bestimmt werden.		In der Nähe der [[Glastemperatur\|Glasübergangstemperatur]] beginnt der entropisch bedingte Schrumpf infolge der zunehmenden Mobilität der Molekülketten ('''Bild 4'''). Nach Beginn der Kühlung nimmt die Länge des Prüfkörpers entsprechend dem linearen Ausdehnungskoeffizienten wieder ab. Ist die Anfangstemperatur erreicht, kann der integrale und lokale Schrumpf S des Prüfkörpers bestimmt werden.


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	\|[1]		\|[1]
	\|Grellmann, W.; Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (~~2011~~) 2. Auflage, S. ~~25–27~~ (ISBN 978-3-446-~~427222~~-8; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 12)		\|Grellmann, W.; Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 27–29, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
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	\|[2]		\|[2]
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	\|Grellmann, W.; Bierögel, C.: Laserextensometrie anwenden – Einsatzmöglichkeiten und Beispiele aus der Kunststoffprüfung. Materialprüfung 40 (1998) 11–12, S. 452–459		\|Grellmann, W.; Bierögel, C.: Laserextensometrie anwenden – Einsatzmöglichkeiten und Beispiele aus der Kunststoffprüfung. Materialprüfung 40 (1998) 11–12, S. 452–459
	\|}		\|}

			[[Kategorie:Laserextensometrie]]