David Ferguson ist Mechanikingenieur bei MTS und gibt in diesem Beitrag Einblick in die Durchführung von Prüfungen außerhalb der Umgebungstemperatur. Er beschreibt grundlegende Herausforderungen bei der Prüfung und geht auf seine Erfahrungen bei der Verwendung der Lösungen von MTS für die Hochtemperaturprüfung ein.
F: Was geschieht während einer Hochtemperaturprüfung?
A: Die wesentliche Zielsetzung besteht darin, auf hohe Temperaturen hochzufahren und den Prüfkörper unter hoher Temperatur zu halten und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Prüfkomponenten nicht zu heiß werden. Parallel dazu werden die Materialprüfungen durchgeführt und möglichst genaue Daten erfasst. Das klingt zumindest einfach, oder?
F: Zu welchem Zweck führen Forscher Hochtemperaturprüfungen durch?
A: Das Interesse an Raum- und Luftfahrtanwendungen steigt und der Markt möchte offenbar Materialien bei immer höheren Temperaturen prüfen, was mit neuen Herausforderungen einhergeht. Forscher müssen bei hohen Temperaturen Materialien prüfen, die beispielsweise in Turbinenschaufeln am Raumschiff oder in Raumfahrtkomponenten verbaut werden, um herauszufinden, wie diese bei realen Lasten und Bedingungen reagieren würden. Zu den typischen Prüfungen gehören unter anderem Zug-, Druck-, Biege- und Ermüdungsprüfungen für Metalle, Verbundwerkstoffe und Keramik.
F: Welche sind einige der Herausforderungen bei der Hochtemperaturprüfung?
A: Die größte Herausforderung – wer hätte das gedacht – ist die Temperatur. Sie müssen mit dem Brennofen, der Brennkammer oder der Induktionsheizung nicht nur eine bestimmte Temperatur erreichen können, sondern auch sicherstellen, dass die Spannzeuge, Vorrichtungen und Extensometer diesen Temperaturen standhalten, ohne an Festigkeit zu verlieren. Viele Materialien, die bei der Herstellung von Prüfzubehör verbaut werden, zeigen bei hohen Temperaturen sehr unterschiedliche Eigenschaften. Wir wenden daher Wasser- oder Luftkühlverfahren an, um die Komponenten im idealen Temperaturbereich zu halten. Durch Steuern der Temperatur von Zubehörteilen während der Prüfung lässt sich außerdem ihre Nutzungsdauer verlängern.
Eine weitere Herausforderung ist die Steuerung des Temperaturgradienten im Prüfkörper. Ziel ist eine einheitliche Verteilung der Temperatur im oberen, mittleren und unteren Bereich des Prüfkörpers. Dies erweist sich jedoch in bestimmten Situationen als schwierig, etwa wenn gekühlte Spannzeuge verwendet werden. Für eine genaue Prüfung ist ein einheitlicher Temperaturgradient erforderlich. Wir verwenden daher Thermoelemente, um die Temperatur des Prüfkörpers an verschiedenen Stellen zu erfassen und die Temperaturausgabe am Ofen zu kontrollieren.
F: Welche Lösungen bietet MTS für die Hochtemperaturprüfung an?
A: Zusätzlich zu robusten Lastrahmen bietet MTS mehrere Erhitzungsmethoden wie Öfen, Kammern und Induktionserwärmung. Die Anwendung und die Prüfungsart geben die Erhitzungsmethode sowie wie weitere Aspekte des Prüfsystems vor. Wir bieten außerdem viele Arten von Spannzeugen für die verschiedenen Proben an. Ganz gleich, ob die Probe flach, rund oder mit einem Gewinde versehen ist – wir haben die passenden Spannzeuge dafür. Spannzeuge können mechanischer, hydraulischer oder pneumatischer Art sein, je nach Prüfungsart und Kundenpräferenz. Darüber hinaus bieten wir Hochtemperatur-Extensometer und Softwarevorlagen. Und nicht zuletzt warten wir mit einer umfassenden Beratungserfahrung für Hochtemperaturanwendungen auf.
F: Hat Sie etwas bei Ihrer Arbeit mit den MTS-Prüflösungen besonders beeindruckt?
A: MTS hat mir Entwürfe, Erfindungen, Innovationen und Berechnungen ermöglicht und damit eine präzise Ingenieurarbeit unterstützt. Das hohe Maß an Komplexität und die vielen technischen Details, die in die Geräte einfließen, haben mich beeindruckt. Ich hätte nie gedacht, dass ich mich einmal über die Schallgeschwindigkeit in Metallen unterhalten würde, aber genau das sind die Details, mit denen wir uns befassen.
Was mich am meisten überrascht hat, ist der Aufwand, den MTS betreibt, um eine Anwendung funktionsfähig zu machen. MTS verfügt über sämtliche Fähigkeiten und Erfahrungen, um Lösungen für anspruchsvollste Kundenanforderungen zu finden. Davon abgesehen bin ich fasziniert von den Projekten, an denen wir arbeiten, und davon, wo unsere Errungenschaften letztendlich eingesetzt werden. Zu wissen, dass ich an Maschinen arbeite, mit der Metalle oder Verbundstoffe geprüft werden, die später in einem Raumschiff verbaut werden, macht mich schon stolz. Und wenn ich für einen Kunden ein System für die Prüfung eines innovativen Materials konzipiere, das die Welt verändern könnte, dann ist das ziemlich cool.
F: Was sind Ihrer Meinung nach die wesentlichen Vorteile der Lösungen von MTS für die Hochtemperaturprüfung?
A: Ein wesentlicher Vorteil ist die Bereitstellung zuverlässiger, wiederholbarer und hochwertiger Daten. Alles beginnt mit dem Prüfkörper. Daher entwerfen wir Systeme, mit denen sich intensive Prüfungen durchführen lassen und die Ihnen genaue Daten zu dem Material liefern, das Sie gerade prüfen. Am Ende des Tages kommt es darauf an, über Qualitätsdaten zu verfügen, auf die man sich verlassen kann.
