In diesem Beitrag beschreibt einer unserer Ingenieure, wie es mit einer Demonstration von MTS Acumen gelungen ist, die Erfahrung eines Kunden aus dem biomedizinischen Bereich in Bezug auf elektrodynamische Aktuation grundlegend zu verändern.
F: Basierend auf Ihrer Erfahrung bei der Demonstration von MTS Acumen-Prüfsystemen, was würden Sie sagen, macht den Einsatz von elektrodynamischer Aktuation in Prüflaboren besonders interessant und welche Herausforderungen gibt es?
A: Einer der Hauptgründe, weshalb sich Kunden für elektrodynamische Technologie entscheiden, ist der geringere Energieverbrauch. Die kompakten und wartungsarmen Systeme lassen sich außerdem schnell und einfach überall installieren und benötigen dazu lediglich eine herkömmliche Steckdose.
Diese Vorteile können durch Herausforderungen überschattet werden, die das elektrodynamische System in Bezug auf die allgemeine Steuerung, Reaktion auf Grenzwerte und automatische Anpassung aufweist. Als die Ingenieure eines Herstellers von biomedizinischem Material auf uns zukamen und mitteilten, dass diese Beeinträchtigungen so stark seien, dass der Hersteller den Einsatz seines elektrodynamischen Prüfsystems einstellen musste, konnten wir das Interesse an elektrodynamischer Aktuation erneut wecken, indem wir demonstriert haben, wie unser MTS Acumen-Prüfsystem diese gängigen Anwenderprobleme bewältigt.
F: Weshalb ist die allgemeine Steuerung bei der elektrodynamischen Aktuation problematisch?
A: Die Steifigkeit des Prüfkörpers kann sich im Verlauf von dynamischen Prüfungen verändern, was für die meisten Systeme mit Leistungsbeeinträchtigungen einhergeht. Aus Stabilitätsgründen müssen die Prüfkörper im hohen Steifigkeitsbereich angepasst werden, was jedoch üblicherweise zu einer geminderten Leistungsfähigkeit führt, wenn der Prüfkörper beim Test den niedrigen Steifigkeitsbereich erreicht. Dieses Problem war eines der Hauptprobleme des Biomedizinkunden.
Es ist uns gelungen, die Leistungsfähigkeit des MTS Acumen-Systems im gesamten Bereich anhand eines Tennisballs zu demonstrieren, dessen Steifigkeit sich bei Kompression erheblich verändert. Wir haben den Tennisball zunächst im höheren Steifigkeitsbereich angepasst und anschließend eine zyklische Druckprüfung durchgeführt, bei der steifere und weichere Bereiche durchlaufen wurden. Dabei haben die fortschrittlichen Anpassungs- und Steuerungstechniken des MTS Acumen-Systems im gesamten Steifigkeitsbereich eine herausragende Leistung gezeigt.
F: Wie wirkt sich die Reaktionsfähigkeit des Prüfsystems auf Grenzwerte auf die Anwendererfahrung aus?
A: Mit der elektrodynamischen Aktuation lassen sich eine extrem starke Leistung und hohe Geschwindigkeiten erzielen. Damit geht jedoch das Risiko einher, die Prüfkörper oder Vorrichtungen versehentlich zu brechen. Bei biomedizinischen Prüfungen haben die komplexe Struktur der Prüfkörper und die Geometrie zur Folge, dass die herkömmlichen Limits für den Schutz des Prüfkörpers ungeeignet sind. Einzigartige Prüfkörper, die mitunter schwer lieferbar und kostspielig sind, könnten beschädigt oder zerstört werden. Das MTS Acumen-System überzeugt insbesondere dann, wenn die Beschaffenheit des Prüfkörpers und die Prüfbedingungen den Schutz des Prüfkörpers erschweren.
Um die überragende Reaktionsfähigkeit des MTS Acumen-Systems auf Grenzwerte und die Fähigkeit der Fehlererkennung zu demonstrieren, haben wir das System gezielt in einen instabilen Zustand versetzt. Dadurch wurde ein kontrollierter Stoppvorgang ausgelöst, der auf einer von MTS entwickelten, fortschrittlichen Verriegelungsmethode basiert. Unmittelbar nach Erkennung der Instabilität wurde das System in seiner aktuellen Position verriegelt und blieb weiterhin unter Kontrolle. Dabei kam es zu keinerlei Freilauf und nahezu keiner zusätzlichen Lasteinwirkung auf den Prüfkörper. Da die Maschine unter Kontrolle blieb, kam es zu keinerlei Beschädigung an der Ausrüstung oder am Prüfkörper.
F: Beschreiben Sie uns bitte die Defizite der automatischen Feinanpassung, die häufig mit elektrodynamischen Systemen einhergehen. Wie schneidet das MTS Acumen-System im Vergleich ab?
A: Der Kunde hatte die Erfahrung gemacht, dass die automatische Anpassung auf anderen elektrodynamischen Systemen nicht flexibel und nicht differenziert genug war, um auch Prüfkörper mit größerer Abweichung zuverlässig anzupassen und zu prüfen.
Im Gegensatz dazu ist die im MTS Acumen-System eingesetzte MTS TestSuite™-Software speziell darauf ausgelegt, mehrere Prüfkörper und Systemeigenschaften für Zwecke der automatischen Anpassung zu messen, woraus sich relevantere Anpassungswerte ergeben. Wir haben dem Kunden gezeigt, wie der automatische Anpassungsprozess prüfkörperspezifische Messungen im Rahmen des Setups integriert, wodurch sich Genauigkeit und Anpassung für einen bestimmten Test optimieren lassen. Bei der automatischen Anpassung von MTS zeigt die Software die Genauigkeit der Anpassung mithilfe einer intuitiven blauen, grünen und roten Skala an. Justierungen lassen sich bei Bedarf ganz einfach über Drag-and-Drop vornehmen. Selbst bei hoch komplexen Prüfkörpern bietet das MTS Acumen-System eine vollständige Anpassung und Justierung. Der Anwender kann dadurch auch Prüfkörper einstellen, die auf einigen anderen elektrodynamischen Systemen nicht geprüft werden können.
F. Wie ist es MTS gelungen, diese Probleme zu bewältigen?
A: Ich denke, die herausragende Performance des MTS Acumen-Systems ist auf unseren fortschrittlichen Produktentwicklungsprozess zurückzuführen, in dessen Mittelpunkt die Erfüllung von Kundenanforderungen steht. Während der Entwicklung haben wir die praktischen Erfahrungen unserer Kunden mit vergleichbaren Systemen genau ausgewertet. Unsere Ingenieure haben die notwendige Zeit und die Ressourcen investiert, um Kernprobleme zu lösen und dabei stets eine integrierte Systemleistung im Blick zu behalten.
Das MTS Acumen-System ist aber auch das Ergebnis unserer unangefochtenen Führungsposition, was die Steuerung und Technologie im Bereich der servohydraulischen und elektromechanischen Aktuation anbelangt. Dank unserer umfassenden Erfahrungen ist es uns gelungen, fortschrittliche Steuerungstechniken zu entwickeln, die sich vollständig in die Hardware- und Softwarelösung integrieren lassen. Genau diese Steuerungstechniken sorgen für eine neue Dimension von Leistung und Genauigkeit dieses elektrodynamischen Systemdesigns.
F. Von welchen Vorteilen profitieren Ingenieure in anderen Materialprüflabors?
A: Sie können alle Vorteile der elektrodynamischen Aktuation nutzen, jedoch bleiben ihnen die Unzulänglichkeiten erspart, von denen sie mitunter in der Vergangenheit betroffen waren. Mit dem MTS Acumen-System werden Probleme in Bezug auf Steuerung, Reaktion auf Grenzwerte, automatische Anpassung und Überhitzung effektiv überwunden.
Viele unserer Kunden entdecken sogar neue Verhaltensweisen von Prüfkörpern, was ebenfalls auf die hohe Leistungsfähigkeit der MTS Acumen-Systeme zurückzuführen ist.
