Materialprüfung

[AtlonXP]

Hallo zero K,
meine Andeutungen sollen niemand entmutigen.
Diese sollen einfach, auf die Probleme zum weiterdenken anregen.

Wenn man solch eine Maschine selber bauen möchte, sollte man ein paar Kompromisse eingehen.
Sonst wird das Ganze zu teuer!

Wenn es nur zur Kunststoff Messung sein soll, kann man hier schon einiges vereinfachen.
Es braucht auch nicht gerade in die Normung passen.
Anwofis Einstellung ist hier Gold richtig.

Ich würde das Prüfobjekt von der Form auch so drucken wie es die Norm vorgibt.
Die Maße müssen aber nicht genau der Norm entsprechen.
Auf keinen Fall sollte der Prüfling unterschiedliche Höhen besitzen.
Das macht nur Ärger zum Drucken. (Stützstruktur)

Man muss hier einen Kompromiss finden, darum meine Andeutung mit M5 und M6 er Schrauben zu
Drucken.
Wenn der Querschnitt kleiner ist, ist es besser für die Prüfmaschine.
Ist dieser zu klein, überhitzt der Druck beim Drucken.
Es muss also gewährleistet sein, dass einen ABS Druck ohne Bauteilkühlung, in jeder erdenklichen Druckrichtung, zu drucken möglich ist.

Wenn man nun noch mit einer Bauraumheizung Ergebnisse testen möchte,
dann muss der Querschnitt noch etwas grösser werden, da die Abkühlzeit von jedem einzelnen Layer sich nochmals erhöht.
Vermutlich muss man hier schon, zwei Prüflinge gleichzeitig drucken.

Ich würde mir die Spannvorrichtung einfach selber basteln aus einem einfachen Baustahl.
Schaut mal wie CNC Kitchen das einfach gelöst hat.
Der hat Holz zum Spannen genommen.
Mir persönlich ist Holz dafür ungeeignet, es hat aber bei dem Spannen, einen höheren Reibungswert!

Da Kunststoff fast immer Flexibel ist, ist es auch uninteressant mit der sich aufbauenden Spannung, beim Festklemmen.
Darum ist auch im Prüfling, die obere und untere Form um ein vielfaches größer.
Einzig bei Polycarbonat (da hart), könnte es vielleicht Probleme geben, ich weiß es nicht.

Anwofis georderte Prüfmaschine, hat einfach einen Hacken aus Metall.
Warum das Ganze nicht genauso umsetzen?
Einfach eine M6er 8.8 Schraube zu einem Hacken umbiegen und dort die selbst gebauten Spannbacken einhängen.

Schade, dass du so weit weg wohnst.
Bei dem letzten Druckerstammtisch hatte ich eine Verschraubung (ABS), mit einem Trapezgewinde dabei.
Ich weiß wie schwierig das Gewinde drucken ist.

LG AtlonXP

[zero K]

Du bringst da einen weiteren Aspekt rein - Materialprüfung oder Parameterstudien.

Schmelzdrähte unterschiedlicher Werkstoffe erfordern differenzierte Druckparameter zur Produktion optimaler Modelle.
Erst wenn jede Probe mit den für den Werkstoff optimalen Parametern produziert wurde kann man eine Materialprüfung vornehmen.

Um diese optimalen Einstellungen heraus zu bekommen bedarf es so genannter Parameterstudien.
Ein Modell wird mehrfach gedruckt und danach geprüft und die Ergebnisse gemittelt.

Zu Beginn sieht man vielleicht mehrere Qualitätsmängel die in einer sinnvollen Kombination geänderter Einstellungen reduziert werden können.
Zum Ende wird für eine Anzahl von Modellen von den verbliebenen Parametern nur noch ein einziger bis zum Optimum variiert und dann der nächste Parameter angegangen - wieder für eine Anzahl von Modellen - bis es passt

BTW: das ist u. a. auch Grund zur Freude über Plagiate.

Diese Parameterstudien sind eigentlich das, was Anwofis in seinem Startbeitrag meinte.

Für Messungen zum persönlichen Gebrauch, wohl vor allen, um die Kiste zu verstehen, bedarf es zur Prüfung keine hundertprozentige Entsprechung zu einer Norm.
Auch für das Gefallen an dem Projekt "Materialprüfung/Parameterstudie" sind eine sinnvolle Annäherung an eine Norm und Kompromisse zielführend.

Vielleicht gibt es ein paar detaillierte Abbildungen wenn der Lastrahmen und die Messkette zusammengebaut werden.

Ich freu´ mich schon,
Gruß zero K

[AtlonXP]

Genauso ist es.
Die normalen Druckparameter stellen wir schon aus Erfahrung ein.

Jetzt kommen aber noch solche mit ins Spiel, die wir nicht genau im Griff haben.
Ich nenne diese mal als erweiterten Parameter.

Es ist zum Beispiel für ABS, das nachschalten einer Bauraumheizung.
Ist meine neue Trickserei ebenso erfolgreich wie eine Bauraumheizung?

Oder wie bekommt man den mysteriösen Glasbruch bei PETG in den Griff.
Man kann auch den Bauteillüfter zu dieser Analyse mit ins Boot nehmen.

Das sind so die Spielereien, wo ich sehr interessant finde.

Ich habe hier ein wirklich passendes Video gefunden.
Ich denke, das ist der gedachte ideale Zustand!

https://youtu.be/fEbkcTBNiGg



Macht schon mal ein paar Hunderttausend locker, für solch eine Maschine.

LG AtlonXP

[plastiker]

Habe meine Probe, angelehnt an ISO527-Probe 1BA, Bohrungen 5mm/Abstand 7.5mm vom Rand/Probenlänge 80mm jetzt mal auf von 10 auf 15mm im Einspannbereich verbreitert. So könnte man das mal angehen mit den Gabelköpfen denke ich. M5 und M6 sind bereits unterwegs.

Mit Klemmbacken besteht die Vorschädigung bei empfindlichen (porösen oder spröden) Materialien. Wir reden hier über Kunststoff, nicht über Stahl oder Alu. Dennoch werden viele Kunststoffe geklemmt gezogen, sofern spritzgegossen aus Vollmaterial auch ohne Probleme (auch Polycarbonat).

Bei gedruckte Proben mit Infill-Strukturen etc. kommen aber ohnehin ganz neue Effekte hinein. Um die Probe nicht zu sehr zu Quetschen,
kann man dünne GFK-Plättchen aufkleben. Habe schon Zugversuche and FFF gedruckten Proben an diversen Forschungseinrichtungen mit und ohne Plättchen gezogen gesehen.

Aber ich will es ja gar nicht so sehr auf die Spitze treiben. Erstmal überhaupt privat an was ziehen zu können wäre ja schon schön.
Da mache ich mich nicht verrückt. Wenn sich mit so einem Hobby-Machinchen Festigkeitsunterschiede bei PET-CF gedruckt mit 220, 240, 260°C
aufzeigen lassen sollten, die an anderer Stelle auch schon festgestellt wurden, wäre ich schon ganz zu frieden.

VG
Plastiker

zugpobe_iso527_1ba_d5.0_l3minus7.5mm_b2_15mm.JPG

Zugpobe_ISO527_1BA_D5.0_L3minus7.5mm_b2_15mm.STL

[AtlonXP]

@Plastiker, ich verstehe nun warum du das so machen willst.

Ich befürchte:
Das Befestigungsloch wird oval.
Das ist dann blöd, weil die Dehnung außerhalb deines Messbereichs stattfindet.
Wenn du ein Prüfling hochkant drucken willst, gibt es Ungenauigkeiten mit dem Loch.
Ich denke, dann ist aufbohren angesagt.

Wäre da ein Formschluss, sagen wir mal eine Doppel T- Form nicht besser?

Da diese Form leider auch schlecht (hochkant) zum Drucken ist,
würde ich eine Doppel V- Form versuchen (mehr Auflagefläche) und trotzdem leicht spannen,
damit der Prüfling in der Spannbacke fast ringsum eingeschlossen ist.

LG AtlonXP

[zero K]

Das kann funktionieren, die Probe macht so schon einen guten Eindruck.

Eher akademisch ...
würde ich die Gabeltiefe noch ausnutzen; soweit, dass die Probe nicht klemmt, wenn sie verriegelt wird.
Der untere Bogen der Bohrung sollte deutlich über der Kante von der Spannfläche in den Bogen des Übergangsradius liegen.

20190907_230418_v1.jpg

Das Feuchte drum herum ist Schnaps.
Mit einer Pipette um die Probe herum gelegt kriecht er während der Abkühlung in die Porösität des Kreppbandes.
So lassen sich auch sehr flache Modelle ohne Biegung vom Druckbett nehmen.

GuteNacht,
zero K

BTW: Die V-Form, diese mal rund gedacht als Kegel, kommt in der Technik auch zur Anwendung, z.B. bei Warmzugversuchen. (wobei "Warm" schon glüht)
Ebenso eine geteilte Kugelhälfte zur Aufnahme der Probe - beides wird dann in eine Kalotte gelegt.

[anwofis]

Guten Morgen,

Hab' jetzt gestern mal meinen Pi 3 + Pi-Kamera ausgegraben:

Der Python-Skript, den ich weiter oben verlinkt habe, wurde etwas umgeschrieben:

Es wird jetzt erst ein Bild aufgenommen und dann nur zwischen den Mittelpunkten zweier Objekte (Punkte, die ich mit Edding auf weisses Papier gemalt habe ) die Distanz ermittelt.

Für den Anfang ist das Ganze gar nicht schlecht!

Als Testaufbau habe ich schnell mit Klebeband die Kamera ca. 15 cm von der Oberfläche weg befestigt:

die Distanzwerte sind reproduzierbar, und schwanken gar nicht so stark wie ich befürchtet habe.

Ich denke mal mit guter Beleuchtung und fester Kameraposition ist da noch Luft nach oben.
Zur Not müsste eine bessere Kamera her

Die Bilderkennung muss man aber noch an den Messaufbau beim Zugversuch anpassen!

Hier sind mal Beispielbilder und Testmessungen:

out1.png

out2.png

screenshot1.png

screenshot2.png

-

Ich hab' überlegt, dass ich den Arduino weglasse und den Stepper + 2 Endlagenschalter über die GPIOs des Pi ansteuere.
Den Kraftmesser schließe ich dann über einen RS232 <-> USB-Wandler oder einen MAX3232 an.
Dann könnte ich alles direkt über Python steuern.

[zero K]

Guten Morgen Anwofis

Noch bin ich nicht ganz wach - Du hast mal eben einen Videoextensometer zusammen gehacked mit Python auf einem Raspi?

Wenn die Kamera solch ein Bild liefert, wie du es hier ´rein gestellt hast brauchst du keine bessere Kamera - allenfalls auf schwarz/weis umschalten.
Ausrichtung Entfernung bzw passendes Objektiv so einrichten dass eine Dehnung bis maximal 300% erfasst werden kann.

Ich bin begeistert.
Gruß zero K

[AtlonXP]

@anwofis,
das was du hier bringst, ist einen eigenen Beitrag wert.
Auch von mir ein Lob.

Ich habe hier noch ein Projekt auf Eis mit einem 3D Scanner Ciclop.
Der wird über ein Arduino angesteuert.
Es gibt noch einen ähnlichen der Atlas heißt.
Dieser wird über den Pi gesteuert.

LG AtlonXP

[plastiker]

@Atlon XP:
Wie meinst Du das genau mit der Doppel-V-Form....
Hast Du vielleicht mal eine grobe Skizze?

Das mit der Ovalisierung habe ich mir auch schon überlegt, das wird so sein. Daher normalerweise ja die Klemmbacken.
Formschluß (druckbar in allen Bauraum-Richtungen) könnte eine Lösung sein.

@zeroK:
Ja, die Bohrung ist aktuell mehr in Richtung Messbereich platziert. Ich habe mir Gabeln mit 10er und 20er Tiefe von Bolzenmitte bestellt.
Da wäre also im Zweifel noch Platz.

PS: Bitte nicht zuviel Fluide (Alkohole & Co.) auf die Kunststoffe kippen - da blutet mir das Herz.
Manches verträgt sich gar nicht, auch wenn man es nicht auf den ersten Blick sieht. Dann man bekommt ganz schnell Microcrazes, und da ist die
Probe noch gar nicht in der Einspannung.

@anwofis:
Danke für Deine Fortschritte in Sachen Pi-Cam und Abstandsmessung! Mein Versuchsaufbau mit umgebauten 3D-Scanner macht auch schon erste Fortschritte. Zumindest vom Konzept her. Ich meine, das gehört zur Materialprüfung / Zugversuch dazu, das kann aber schnell 'nen riesen Unterthema werden.

VG
Plastiker