Materialprüfung

[anwofis]

Ich hab' mir überlegt, dass die Referenzgröße der Punkte doch egal ist:

Ich muss nur mit z.B. Lackstift oder so 2 rote Punkte auf die Probe malen und
dann mit der Schieblehre vor der Messung deren Abstand ermitteln.
So kann ich auch einfach alle Längen darauf umrechnen.
Es ist denke ich auch nicht so schlimm, wenn sich die aufgemalten Punkte bei Zug etwas verformen.

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Gerade ist auch eine neue Pi-Camera gekommen: die camera v2.1 mit 8MP
Meine alte war nur 5MP und IR: da hat mir das Bild nicht so gefallen.

(Wollte erst eine schicke Webcam nehmen, nur dann habe ich gelesen, dass die Pi-Cam irgendwie direkt auf den Prozessor geht
und damit viel höhere Videodatenraten drin sind: also gibt's erstmal nix besseres für den RPi 3 )

[AtlonXP]

Hallo Christian,
das mit dem Bappen lassen wir mal bei Seite.
Erst muss das Fügen klappen.
Bist du beim nächsten Stammtisch dabei?

Nun stellt sich die Frage, was wollen wir mit dem Prüfling alles anfangen?
Verschieden Kunststoffe in Bezug auf Festigkeit Prüfen und vergleichen.
Für so was, sollten wir im Vollen drucken.
Wir haben nach dem Bruch oder nur Dehnung, eine gemessene Kraft und einen vollen Querschnitt.
Unterm Strich haben wir dann, N / mm².

Wenn ich Plastiker richtig verstanden habe, will der auch gewöhnliche Druckeinstellungen vergleichen.
Also mehr oder weniger Infill, oder genauso mehr oder weniger Außenperimeter…
Unterm Strich haben wir dann, N / (mm²), die mm² kann man bei solch einem Druck leider nur ungenau errechnen.

Das wäre dann eine Vergleichsmessung, mit verschieden Einstellungen, unter den denselben Voraussetzungen.

Somit muss der Rumpf, wo der Prüfling brechen soll, mit den gewöhnlichen Druckparameter wie irgendein gedrucktes Teil, zu drucken sein.
Eine Sonderkonstruktion im Rumpfbereich, wäre da nicht erwünscht.

LG AtlonXP

[plastiker]

Hallo Zusammen,
natürlich spielt der Infill eine Rolle und man sollte nicht Äpfel mit Birnen vergleichen - also Vollmaterialstab aus der Platte gefräst oder gleich spritzgegossen mit nem irgendwie Infill-gedruckten Stab aus "ähnlichem" Material. Soweit so klar.
Aber bei meinen Teilen beobachte ich doch deutliche Festigkeitsunterschiede und Verformbarkeit - da bleibt für mich die Frage, wieviel Festigkeitsgewinnn bringt mir denn ein teures Carbon-Material im Vergleich zu einem ungefüllten bzw. zu einem müden irgendwas Filament: 20,30,40% oder doch nur 5...10%? Und bei welchen Einstellungen bekomme ich wirklich eine bessere Layerhaftung und meine es nicht nur? Da lohnen sich schon mal nähere Betrachtungen.

Bzgl. Vollmaterial drucken bringt das auch keine Wahrheit - 100% gehen eh nicht wirklich und wäre auch nicht mein Ziel. Der 3D-Druck bietet ja gerade freie Gestaltungsfreiheit, Gewichtsersparnis, Materialeffizienz. Da will ich doch nicht ewig im Vollen rumdrucken, zumal das dann auch nicht unbedingt deutlich mehr Festigkeit bringt. Dann schon lieber mit Infill und Perimetern, Überlappungen etc. spielen, wie von Euch schon erwähnt.

Viele Grüße
Plastiker

[Digibike]

Nicht zu vergessen die Layerhöhe! Je niedriger desto niedriger die Belastbarkeit, aber nach oben hin "kippt" das ganze auch wieder!
Bei meinen 3D LabPrint-Flugmodellen bin ich z.b. komplett weg von Layerhöhen von 0,27 mm bei 0,4er Düse. Ich drucke mit 0,23 mm
bzw. 0,22 mm, je nachdem, ob ich da in bestimmten Bereichen kritische Punkte sehe und etwas mehr Kontrolle will...
Dauert zwar etwas länger von der Druckdauer her, aber ist fester wie die 0,27er Layerhöhe. Ist jetzt nicht so "pompös" ermittelt, sondern
eher so "Laienhaft", aber die Teile sind auch Standfester bei grobmotorigem Greifen wie die "zu großen" Layerhöhen.
Wäre vielleicht auch interessant, dass Verhalten bei unterschiedlichen Düsen und Layerhöhen nach zu prüfen. Denke mal, diese
Pauschale Aussage, je feinere Layer, desto detailierter aber auch empfindlicher, je gröbere Layer, desto grober die Auflösung aber auch
stabiler aus verschiedenen Quellen wird sich so Pauschal nicht bestätigen, aber bis zu einem gewissen Verhältnis Düsendurchmesser
zu Layerhöhe, der wohl knapp über 50% irgendwo sich einpendeln dürfte.

Was die Festigkeit angeht, wirst du vermutlich ernüchtert sein. In Z erwarte ich eine Höhere Festigkeit durch die zusätzliche
"Verzahnung" durch diese Fasern, aber in X und Y dürfte der Zugewinn enttäuschend sein - im Verhältnis zu kosten und
Verschleiß an Düse und Extruder-Ritzel. Kohlefaser ist extrem stabil entlang der Faser, aber eben nur entlang der Faser und
auch nur auf Zug. Das sind aber keine Fasern sondern Faserschnippsel, die auch noch unkontrolliert angeordnet sind.
Kann mich ja irren, bin auf deine Messungen auch gespannt, aber erwarten würde ich da nicht allzu viel. Zumindest defintiv
nicht die Werbeversprechungen der Anbieter... Das sind Theoretische Werte, die im optimalsten Fall eventuell sich einstellen
können. Aber, wie gesagt, ich bin gespannt!

@AtlonXP, bin ich noch am abklären - hab da eigentlich kein Auto, da meine Frau mit selbigem in Österreich bei Ihren Eltern ist...

Gruß, Christian

[zero K]

Guten Abend

Eigentlich verstehe ich die Notwendigkeit des Zugversuchs nicht.
Wie jetzt schon differenziert wurde, sollen nicht nur die Werkstoffe mit dem Ziel optimalen Zusammenhalts im Modell sondern auch Füllgrade in Ihrem Einfluss auf die Festigkeit des Modells.

Dazu würde ich den Biegeversuch vorschlagen. Mit einem 500 N Lastrahmen lassen sich dann auch etwas voluminösere Proben belasten
Im einfachsten Falle den Drei-Punkt-Biegeversuch, der höhere Anspruch wäre der Vier-Punkt-Biegeversuch. (3P-Biegeversuch bzw 4P-Biegeversuch)

Eine Biegevorrichtung ist auch nicht so schwierig herzustellen.

Gute Nacht
Gruß zero K

[plastiker]

Also sowohl Zugversuch als auch Biegeversuch kann notwendig sei -das hängt halt von Deinem Lastfall am Bauteil ab. Es gibt zig Prüfverfahren von Kunststoffen, mit den Prüfnormen kannst Du Aktenschränke füllen (warum kein Torsions- Scher oder Kerbschlagversuch usw....?).

Nein im Ernst, eine Biegeprüfung kann auch interessant sein. Aber SO einfach ist das auch nicht, nach meinen Erfahrungswerten kommt da auch gerne mal die Probe ins Rutschen bzw. Gleiten. Das kann schöne Kraft-Weg-Kurven geben Und den Geometrieeinfluss hat man ja genauso.

Wäre aber mal ein Gedanke, eine Prüfmaschine auch dafür umzurüsten.

VG, Plastiker

[anwofis]

Hallo,

ich gehe jetzt mal bewusst nicht auf die ganzen Postings bzgl. z.B. Probenerstellung oder ideale Klemmungen der Proben ein:
das ist interessant, aber erst muss ich mal meinen Zugmessstand + Programmierung weit genug fertig haben

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Gestern ist der mechanische China-Tester angekommen: der Rahmen für den Probenhalter ist etwas wackelig: den werde ich noch mit Aluprofilen etwas versteifen und ggf. für Gummiprüfung verlängern müssen. Sonst macht das Ganze einen ordentlichen Eindruck für den Preis.

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Dann habe ich mal das Grundgerüst des Programmes codiert in Python + Qt5:

gui.png

Momentan läuft das so: Wenn man eine Messung startet, wird alle 1/4 Sekunde ein Bild aufgenommen und jeweils die Pixeldistanz der beiden roten Punkte bestimmt.

Rechts ist ein Graph, welcher in X die Nummer der Messung gibt und in Y die Dehnung bezogen auf die erste Pixeldistanz der roten Punkte:
ich denke man sieht, dass der Fehler sehr gering ist für ein unverändertes Bild: sieht also schonmal sehr gut aus das Videoextensometer!
(für die Ausreißer habe ich etwas am Papier gewackelt )

LG,
anwofis

[plastiker]

Hallo Zusammen,

hurra, heute ist mein China Zwickel gekommen.
Anschluß ist auch M5 zum Glück, war nicht beschrieben im Verkaufstext. So kann ich es mit den Gabeln vergleichen.

Allerdings nur EINE Klemme, dort stand was von 2er Set. Der Kollege aus Fernost versteht da anscheinend was anderes drunter als ich.

Habe mal die Proben versuchshalber eingespannt. Der Kombizangenartige Klemmbereich ist was kurz, würde aber zu der Mini-Probe passen.
Und die Gummiprobe passt sich ohnehin an (wie hieß es doch: "...das drückt sich..."?).

Man sieht aber auch den leichten Achsversatz. Klar, nicht optimal. Ist ja auch nur für erste Vergleichstests. Wobei ich dann wieder ein paar Wochen auf die 2te Klemme warten müsste.

Anbei auch noch eine andere Konstruktion, über die ich per Zufall gestolpert bin. Oben rechts in dem Bild unterm Text.

Bin leider mal wieder knapp an Zeit, Mist.

Viele Grüße
Plastiker

China-Zwickel 1BA_01.JPG

China-Zwickel 1BA_02.JPG

China-Zwickel_Gummi-Probe_01.JPG

China-Zwickel_Gummi-Probe_02.JPG

Kennwertermittlung an Mikroprüfkörpern.JPG

[plastiker]

N'abend,

so, habe die "Loch"-Probe 1BA jetzt mal um 5mm jede Seite von 80 auf 90mm (L3) verlängert und die Bohrung genau in die Mitte der Spannfläche gesetzt. Dann nochmal je 1.9mm in jede Richtung verlängert, um dii 2.0mm Abstand zur Gabel nooch auszunutzen. Siehe gelbe Probe links im Bild.

Ausserdem die Bohrung auf 5.3mm vergrößert, wegen der Schwindung des (aktuell von mir verwendeten) PLA's. Könnte man noch um1/10 reduzieren evtl., der Alu-Bolzen ist ca. 4.8mm und die Schwindung der Bohrung ca.0.3mm, aber OK. Das Spiel weiter zu reduzieren wäre Finetuning.

Wegen der Längsschwindung ist trotzdem noch ~0.15...0.25mm Luft zur Gabel, die Kante wird sich bei Zugbeanspruchung und Lochverzerrung doch nicht gleich an der Gabel abstützen.

Die M5er Gewindebohung der Alu-Gabel ist übrigens ne Durchgangsbohrung.Da heißt es obacht, dass man's Gewinde nicht zu tief bis an den Probenrand einschraubt.

Probenvergleich.JPG

Zugpobe_ISO527_1BA_L3_90mm_plus2x1.9mm_D5.3_L3minus8mm_b2_15mm.STL

Das Gabellösung sähe dann aktuell wie folgt aus, natürlich noch(!) ohne die Unterlegscheiben:

Alu-Gabel_M5x10 (1).JPG

Alu-Gabel_M5x10 (2).JPG

Ich denke, die Keil-/Kegellösung ist vermutlich die beste. Aber dazu muss ich mir passende Aufnahmen fräsen. Dann könnte auch die Bohrung in der Probe entfallen. Dann würde man in die Gabel nur die Aufnahme einhängen, nicht aber die Probe selber.

Dann wäre aber evtl. verschiedene Aufnahmen (und gleich immer 2 davon... ) für unterschiedliche Probendicken 2,3,4 mm notwendig auf Dauer,
und der Kegel müsste Material-(schwindungs-) unabhängig sein. Hinzu käme noch das schon diskutierte Thema Druckbarkeit in bestimmte Richtungen.
Wobei das auch für die Lochprobe gilt zum Teil.

Gute Nacht,
Plastiker

[AtlonXP]

Ich denke, die Keil-/Kegellösung ist vermutlich die beste. Aber dazu muss ich mir passende Aufnahmen fräsen. Dann könnte auch die Bohrung in der Probe entfallen. Dann würde man in die Gabel nur die Aufnahme einhängen, nicht aber die Probe selber.

Dann wäre aber evtl. verschiedene Aufnahmen (und gleich immer 2 davon... ) für unterschiedliche Probendicken 2,3,4 mm notwendig auf Dauer,
und der Kegel müsste Material-(schwindungs-) unabhängig sein. Hinzu käme noch das schon diskutierte Thema Druckbarkeit in bestimmte Richtungen.
Wobei das auch für die Lochprobe gilt zum Teil.

Gute Nacht,
Plastiker

Ich würde mich auf eine ganz bestimmte Prüflingsstärke festlegen.
Somit entfällt das mit mehreren Aufnahmen.

Eine Kegelform macht schon wieder Probleme beim liegenden drucken.
Darum nur die Keil Form.

Der Lochdurchmesser hat weniger mit der Schrumpfung zu tun.
Die Formel lautet bei kleinen Löchern: Solldurchmesser = Solldurchmesser + Extrusion width.

Schwindung bei PLA und PETG in X und Y = 100%
Schwindung bei ABS in X und Y = 101%
Schwindung bei PA12 in X und Y = 101,5%
Schwindung bei PP in X und Y = 102%

In Richtung Z gleicht sich die Schwindung durch die Layerschichten aus.

Das sind so meine Erfahrungswerte.

Zu S3D:
Ich dachte, wenn ich 2 Extruder definiere, sollte das mit dem Fügen klappen.
Das geht aber auch nicht, ich frage mich wie man in S3D ein Spiegelei in Farbe drucken kann,
ohne das einem fast das Eigelb aus dem Eiweiß fällt?

Nur in Richtung Z kann man zwei Prozesse in- und übereinander schieben, das geht.
Das Eigelb wird wohl nur in Richtung Z Haftung bekommen.

Falls einem nicht wieder die > 0,2 mm Fügeabstand zum Slicen behindern.

Es sieht so aus, als ob man in Cura weiter Experimentieren muss.
Habe ich noch etwas übersehen, Vorschläge?

LG AtlonXP