Haben Sie bei täglichen Prüfungen neben den Genauigkeitsparametern der Geräte selbst schon einmal den Einfluss der Probenmengenmessung auf die Testergebnisse berücksichtigt? Dieser Artikel kombiniert Normen und konkrete Anwendungsfälle, um Ihnen Anregungen zur Größenmessung einiger gängiger Materialien zu geben.
1. Wie stark beeinflusst der Fehler bei der Messung der Stichprobengröße die Testergebnisse?
Zunächst einmal: Wie groß ist der relative Fehler, der durch den Fehler verursacht wird? Zum Beispiel: Bei einem Fehler von 0,1 mm beträgt der Fehler bei einer Größe von 10 mm 1 % und bei einer Größe von 1 mm 10 %.
Zweitens: Welchen Einfluss hat die Größe auf das Ergebnis? Bei der Berechnung der Biegefestigkeit hat die Breite einen primären Einfluss auf das Ergebnis, die Dicke hingegen einen sekundären. Bei gleichem relativen Fehler ist der Einfluss der Dicke größer.
Beispielsweise betragen die Standardbreite und -dicke der Biegeprüfprobe 10 mm bzw. 4 mm, und der Biegemodul liegt bei 8956 MPa. Bei Eingabe der tatsächlichen Probenabmessungen betragen Breite und Dicke 9,90 mm bzw. 3,90 mm, wodurch sich der Biegemodul auf 9741 MPa erhöht – eine Steigerung von fast 9 %.
2. Wie ist die Leistungsfähigkeit gängiger Geräte zur Messung der Probengröße?
Die gebräuchlichsten Messgeräte zur Dimensionsmessung sind heutzutage hauptsächlich Mikrometer, Messschieber, Dickenmessgeräte usw.
Der Messbereich herkömmlicher Mikrometer beträgt in der Regel maximal 30 mm, die Auflösung 1 μm und der maximale Anzeigefehler etwa ±(2–4) μm. Hochpräzisionsmikrometer erreichen eine Auflösung von bis zu 0,1 μm und einen maximalen Anzeigefehler von ±0,5 μm.
Das Mikrometer verfügt über einen eingebauten konstanten Messkraftwert, und jede Messung kann unter der Bedingung einer konstanten Kontaktkraft ein Messergebnis erhalten, was es für die Dimensionsmessung von harten Materialien geeignet macht.
Der Messbereich eines herkömmlichen Messschiebers beträgt in der Regel maximal 300 mm, die Auflösung 0,01 mm und der maximale Anzeigefehler etwa ±0,02–0,05 mm. Einige größere Messschieber erreichen einen Messbereich von 1000 mm, allerdings erhöht sich dann auch der Fehler.
Die Klemmkraft des Messschiebers hängt von der Bedienung ab. Die Messergebnisse derselben Person sind im Allgemeinen stabil, während zwischen den Messergebnissen verschiedener Personen Unterschiede auftreten können. Er eignet sich für die Dimensionsmessung harter Materialien und für die Dimensionsmessung einiger großformatiger weicher Materialien.
Der Messbereich, die Genauigkeit und die Auflösung eines Dickenmessgeräts sind im Allgemeinen mit denen eines Mikrometers vergleichbar. Diese Geräte liefern ebenfalls einen konstanten Druck, der jedoch durch Verändern der Last auf der Oberseite angepasst werden kann. Im Allgemeinen eignen sie sich zur Messung weicher Materialien.
3. Wie wählt man das geeignete Messgerät für die Probengröße aus?
Der Schlüssel zur Auswahl von Messgeräten für die Dimensionierung liegt darin, repräsentative und hochgradig reproduzierbare Messergebnisse zu gewährleisten. Zunächst sind die grundlegenden Parameter Messbereich und Genauigkeit zu berücksichtigen. Gängige Messgeräte wie Mikrometer und Messschieber sind taktile Messgeräte. Bei speziellen Formen oder weichen Proben müssen zudem der Einfluss der Sondenform und der Kontaktkraft beachtet werden. Zahlreiche Normen enthalten entsprechende Anforderungen an Messgeräte für die Dimensionierung: ISO 16012:2015 legt fest, dass für spritzgegossene Keilwellenprofile Mikrometer oder Mikrometer-Dickenmessgeräte zur Messung von Breite und Dicke der Spritzgussteile verwendet werden können; für bearbeitete Proben sind auch Messschieber und berührungslose Messgeräte zulässig. Für Messergebnisse < 10 mm muss die Genauigkeit innerhalb von ± 0,02 mm liegen, für Messergebnisse ≥ 10 mm beträgt die geforderte Genauigkeit ± 0,1 mm. GB/T 6342 legt das Messverfahren für Schaumkunststoffe und Gummi fest. Für einige Proben sind Mikrometer und Messschieber zulässig, ihre Verwendung ist jedoch strengstens vorgeschrieben, um zu vermeiden, dass die Probe zu großen Kräften ausgesetzt wird und dadurch ungenaue Messergebnisse entstehen. Darüber hinaus empfiehlt die Norm für Proben mit einer Dicke von weniger als 10 mm ebenfalls die Verwendung eines Mikrometers, stellt aber strenge Anforderungen an die Kontaktspannung von 100 ± 10 Pa.
GB/T 2941 legt das Verfahren zur Dimensionsmessung von Gummiproben fest. Für Proben mit einer Dicke von weniger als 30 mm schreibt die Norm vor, dass die Messsonde ein kreisförmiger, flacher Druckfuß mit einem Durchmesser von 2 mm bis 10 mm sein muss. Bei Proben mit einer Härte von ≥ 35 IRHD beträgt die aufgebrachte Last 22 ± 5 kPa, bei Proben mit einer Härte von weniger als 35 IRHD 10 ± 2 kPa.
4. Welche Messgeräte können für einige gängige Materialien empfohlen werden?
A. Bei Zugproben aus Kunststoff wird empfohlen, die Breite und Dicke mit einem Mikrometer zu messen.
B. Bei gekerbten Aufprallproben kann zur Messung ein Mikrometer oder ein Dickenmessgerät mit einer Auflösung von 1 μm verwendet werden, wobei der Radius des Bogens am unteren Ende der Sonde 0,10 mm nicht überschreiten sollte.
C. Für Filmproben wird zur Messung der Dicke ein Dickenmessgerät mit einer Auflösung von besser als 1 μm empfohlen.
D. Bei Zugproben aus Gummi wird die Verwendung eines Dickenmessgeräts zur Dickenmessung empfohlen, wobei jedoch auf die Messfläche und die Belastung zu achten ist.
E. Für dünnere Schaumstoffmaterialien wird die Verwendung eines speziellen Dickenmessgeräts zur Dickenmessung empfohlen.
5. Welche weiteren Aspekte sollten neben der Geräteauswahl bei der Dimensionsmessung berücksichtigt werden?
Die Messposition einiger Proben sollte so gewählt werden, dass sie die tatsächliche Größe der Probe widerspiegelt.
Bei spritzgegossenen gebogenen Keilwellenprofilen beispielsweise beträgt der Entformungswinkel an der Keilwellenseite höchstens 1°, sodass der Fehler zwischen den maximalen und minimalen Breitenwerten bis zu 0,14 mm betragen kann.
Darüber hinaus unterliegen spritzgegossene Proben einer thermischen Schrumpfung, wodurch sich deutliche Abweichungen zwischen Messungen in der Probenmitte und am Probenrand ergeben. Daher legen die entsprechenden Normen die Messposition fest. Beispielsweise fordert ISO 178, dass die Messposition für die Probenbreite ±0,5 mm von der Dickenmitte und die Messposition für die Dicke ±3,25 mm von der Breitenmitte beträgt.
Neben der Sicherstellung, dass die Abmessungen korrekt gemessen werden, sollte auch darauf geachtet werden, Fehler durch menschliche Eingabefehler zu vermeiden.
Veröffentlichungsdatum: 25. Oktober 2024