CA Mätsystem AB Produktprovningsguide · 2015. 8. 7. · topplast test (Top-Load) eller kompressionstest, då är istället ett provställ med två ... Detta i sin tur kan leda till

CA Mätsystem AB

Produktprovningsguide Med dragprovare och fixturer från Mecmesin

Produktpriovningsguide CA Mätsystem AB __________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________ Tel: 08-50526800 Fax: 08-50526810 [email protected] www.camatsystem.com

Innehåll Introduktion ............................................................................................................................................ 4

1. Mätosäkerhet, Precision & Upplösning ........................................................................................... 5

2. Definiera din testapplikation ........................................................................................................... 6

3. Att välja rätt lastcell och förstå tillverkaren specifikation ............................................................... 8

4. Att välja fixturer och tillbehör ......................................................................................................... 9

5. Att välja lämpligt provställ/ dragprovare ...................................................................................... 12

Manuella dragprovare som används tillsammans med en dynamometer ....................................... 13

Motordrivna dragprovare med en dynamometer, Multitest 2,5-d .................................................. 14

Pekskärmsstyrd dragprovare ( produktionsmiljö), Multitest -xt ....................................................... 15

Datorstyrd dragprovare, Multitest -i ................................................................................................. 16

6. Indelning i typ av test med länkar till Mecmesin .......................................................................... 18

Closure torque ................................................................................................................................... 18

Flexure / Bend ................................................................................................................................... 18

Puncture resistance ........................................................................................................................... 18

Coefficient of friction......................................................................................................................... 18

Lap shear ........................................................................................................................................... 18

Tear resistance .................................................................................................................................. 18

Compression ...................................................................................................................................... 18

Peel / Adhesion ................................................................................................................................. 18

Tensile strength ................................................................................................................................. 18

Compressive burst ............................................................................................................................. 18

Penetration resistance ...................................................................................................................... 18

Top-load / Crush resistance ............................................................................................................... 18

Compressive shear ............................................................................................................................ 18

Physiological strength ....................................................................................................................... 18

Torque to turn ................................................................................................................................... 18

Fastening torque ............................................................................................................................... 18

Pull-off / Pull-out ............................................................................................................................... 18

7. Indelning i applikationsområden med länkar till Mecmesin ......................................................... 19

Adhesives and coatings ..................................................................................................................... 19

Fabric and textiles ............................................................................................................................. 19



Sport and leisure ............................................................................................................................... 19

Construction ...................................................................................................................................... 19

Food and agriculture ......................................................................................................................... 19

Transit packaging ............................................................................................................................... 19

Consumer packaging ......................................................................................................................... 19

General engineering .......................................................................................................................... 19

Transport (automotive/aerospace) ................................................................................................... 19

Cosmetics and personal care ............................................................................................................. 19

Home and office ................................................................................................................................ 19

Education ........................................................................................................................................... 19

Electrical and electronic .................................................................................................................... 19

Medical and veterinary ..................................................................................................................... 19



Introduktion

Produktutveckling idag är att till en betydande del följa en standard (ISO, ASTM, BA mm). Detta har lett till stränga kvalitetskontroller inom FoU och produktionslinjer för att: • förbättra produktdesign • upprätthålla konsekvens i produktionen • minska kostnaderna • säkerställa att den färdiga produkten är säker att använda av konsumenten

Kraft och vridmoment mätningsutrustningar är idag ofta en integrerad del av produktionsprocessen, antingen i form av handhållna mätare eller avancerade datorstyrda kraftfulla universalprovningsmaskiner . Detta dokument har skapats för att hjälpa kvalitetschefer, designers och ingenjörer, som arbetar på produktionslinjer och i forskningslaboratorier, få svar på några av de vanligaste tekniska frågor som de ställs inför i valet av testutrustning för just deras applikationstester. En medvetenhet om dessa uppgifter kommer att vara till nytta för dem som vill börja utföra kraftmätningstester, och hänsyn till följande aspekter kommer att hjälpa dig att fatta ett välgrundat beslut för just dina applikationstester. Tips 1: Mätosäkerhet, precision och upplösning Tips 2: Definiera din Test Applikation Tips 3: Att välja rätt lastcell Tips 4: Välja rätt Fixturer / Tillbehör Tips 5: Välja en lämplig Testutrustning / System



1. Mätosäkerhet, Precision & Upplösning En vanlig analogi, som illustrerar skillnaden mellan mätosäkerhet och precision av upprepade testdata, är att jämföra mätningar med pilar som avfyras mot ett måttavla, där "Bullseye" motsvarar det förväntade värdet. Mätosäkerhet beskriver avståndet från ett mätvärde till det förväntade värdet. Ju närmare den är, så anses mätning vara mer korrekt. Mätosäkerhet är i allmänt graderad i termer av hela skalan av instrumentet (% FS,% FSD,% FSR,% FSO) och ibland i termer av % över avläsningar. Viktiga skillnader att känna till är bland annat, att en mätosäkerhet på ± 0,1% FS innebär för en 1000 N lastcell att vid 10N, är mätosäkerheten ± 1 N. Men om mätosäkerhet är 0,1% av avläst värde så kommer osäkerheten vid 10N bara vara 0,01N. När flera mätningar görs bestäms precision eller repeterbarhet av hur nära de olika mätvärdena är varandra. Det är möjligt att ha mycket hög precision men låg noggrannhet. Kalibreringen bör göra så att precision bibehålles och att mätosäkerheten förbättras.

Upplösning är annorlunda än noggrannhet och precision. Den definieras som den minsta förändring som kan visas eller registreras av ett instrument. För att fortsätta med pilen / mål analogi, är upplösningen diametern på pilen. Ju bättre upplösningen är, desto finare detaljer kommer det att bli. I de flesta fall är upplösningen hos ett instrument bättre än den angivna noggrannheten. Till exempel: kan visas En mätning av ± 0,01 N på displayen, men noggrannheten hos instrumentet är endast ± 0,05 N



2. Definiera din testapplikation

I stort sett kan produkt- eller materialtester delas in i tre kategorier: • Tension • Komprimering • Vridmoment (eller skjuvning) När man testar produkter, snarare än råvaror, används mer beskrivande termer så som att drar, skjuta, krossa, bocka, skruva, vrida, riva. Alla dessa passar in i de här tre typerna av tester. Provobjektets egenskaper och testtypen är de viktigaste parametrarna för att kunna välja rätt kraftmätnings produkt eller vridmomentmätnings produkt.

Till exempel, om ditt provobjekt sträcks lätt och kräver ett dragprov, då är ett provställ med extra lång dragsträcka mer lämpligt. Om du har ett stort och solit provobjekt för topplast test (Top-Load) eller kompressionstest, då är istället ett provställ med två pelare >10kN (minst en Multitest 10i eller 10xt) bättre lämpat.



Finns det någon europeisk, ISO, ASTM eller andra standarder som gäller för ditt test? Om det finns, kan ofta den standarden hjälpa till att avgöra dina systemkrav.

Undvik över specifikation. Framtidssäkring kan vara klokt, men det finns ingen fördel i att specificera ett över komplicerat testsystem där en operatör, som utför rutinuppgifter på en daglig basis, kommer att finna alltför komplicerade eller svåra att använda. Längdmätning Behöver ditt test verkligen extremt noggrann längdmätning? Vissa ASTM, ISO-standarder kräver extensometerar som mäter deformationen direkt på provobjektet istället för att mäta tvärbalkens förflyttning. Men extensometer kan vara ett dyrt tillägg.



3. Att välja rätt lastcell och förstå tillverkaren specifikation

Hjärtat i dragprovningen är lastcellen. När du specificerar en lastcell, så är oftast de intressanta parametrarna kapacitet (mätområde) och olinjäritet. Vissa tillverkare specificerar olinjäritet i termer av % FSD eller % FSO, och några i termer av % av avläst värde eller avläsning (% RO). Varje tillverkare kommer att säga att siffran de citerar är bättre än den andra. Sanningen, som ofta är fallet, är någonstans i mitten. Exempel

Ta en applikation som kräver en lastcell på 100 N. En tillverkare anger mätosäkerheten som 0,05% FSD; annan anger som 0,25% RO, båda mellan 1% och 100% av lastcellens kapacitet. Grafen ovan visar felet i procent vid avläst värde för båda lastceller, över hela lastcellens mätområde. Från diagrammet ser man tydligt att om lastcellen oftast används med krafter < 20% av dess kapacitet så är lastcellen med 0,25% RO en bättre produkt. Om man istället ska använda lastcellen för krafter > 20% så är lastcellen 0,05% FSD ett bättre val.



En bra tumregel är att välja lastceller för användning mellan 10% och 90% av dess kapacitet för majoriteten av dess användning. För detta exempel på lastcell rekommenderas den som har en olinjäritet på ± 0,05% FSD. Om mätningar ska göras där lägre krafter förväntas bör en lastcell med lägre kapacitet väljas för att säkerställa att mätfel på upp till 5% RO vid 1% av kapaciteten undviks.

Själv identifiering och / eller kalibrering. "Plug-and-Play" Har lastcellen har en metod för att identifiera sig till provutrustningen? Om inte så kan du varje gång behöva mata in en ny data när du byter lastcell. Detta kan vara mycket arbetskrävande och omständlig. Även ”Self-ID” och så kallade plug-and-play lastceller har sina kalibreringsdata och kalibreringskurva lagrade med dem så att de ger denna information till provutrustningen när de ansluts.

4. Att välja fixturer och tillbehör

Val av fixturer och tillbehör beror helt på vilken typ av test, liksom storlek, form och material som provobjekt har som ska testas, men när man står inför ett stort urval av



standard fixturer, kan det inte alltid vara klart vilka som är bästa alternativet för just din applikation. I många fall kommer en standardfixtur så som en gripklo:

(Wedge Grip se bild till vänster) att vara det rätta valet. Medan i många andra kanske de inte ger den bästa noggrannheten. Av denna anledning, när man tänker på fixturer av olika slag så är det viktigt att definiera följande:

1. Vilken typ av test: Drag eller tryck (Tension test eller compression test)? 2. Provobjektets storlek och materialstruktur. Fixturen bör varken vara för litet eller för stor. 3. Andra miljö aspekter som bör beaktas. Trots att gripklon är mångsidig, kan det vara fel att välja denna fixtur för mätning på ömtåliga provobjekt. Strukturen i grepp ytan är hård och de har räfflade kanter, som lätt kan snedvrida och skada eller i vissa fall även krossa/bryta materialet. Därför rekommenderas det att gripklor används där det är möjligt för att testa prover konstruerade av hårdare material och som kräver en högre lastkapacitet. För exempelvis ömtåliga textilier är det bättre att använda en fjäderbelastad rullfixtur eller en ”Vice grip” (se bild nedan) med plana ytor eller gummi ytor för bättre grepp.

I tillbehörskatalogen hittar du alla fixturer och adaptrar som kan behövas. Katalogen hittar du via denna länk: Tillbehörskatalog Mecmesin

Om du är osäker på vilken fixtur som passar för just din applikation så tveka inte med att höra av dig till oss på CA Mätsystem, vi hjälper dig att hitta din bästa lösning. Storleken på greppytan är en viktigt detalj, speciellt när man testar hårda, styva material (bl.a. metall). Om fixturens yta är för bred eller smal, eller om greppet blir för hårt, då kan det bli en ojämn kontakt med provobjektet vilket kan resulterar i skador eller till och med att brottet sker vid en onaturlig punkt på provobjektet. Detta i sin tur kan leda till missvisande resultat.

http://meczone.mecmesin.netdna-cdn.com/uploads/technical-documents/accessories/catalogue/Accessories%20catalogue%20for%20Force%20and%20Torque%20testing.pdf



Vertikal infästning Att bibehålla vertikal infästning/upphängning med den applicerade kraften i ett drag- eller kompressionstest är viktigt för att få ett korrekt resultat. En snedbelastning kan innebära oönskade spänningar på materialet och systemet kan generera felaktiga avläsningar från lastcellen, vilka kan orsaka felaktiga brott i provobjektet och felaktiga resultat.

Självinställande fixturer finns tillgängliga för vissa tillämpningar, men mer ovanliga applikationer kräver en skräddarsydd lösning.

Skräddarsydda fixturer för specifika tillämpningar För situationer där standardlösningar inte finns, är det viktigt att veta att vi på CA Mätsystem och Mecmesin har en lång historia där vi kunnat erbjuda specialanpassade lösningar och att vi gärna hjälper dig att utveckla den mest effektiva lösningen för din applikation.



5. Att välja lämpligt provställ/ dragprovare

Ett testsystem finns i fyra grundläggande former:

1. Manuella dragprovare används med en dynamometer 2. Motordrivna dragprovare med en dynamometer d 3. Pekskärmsstyrd dragprovare, ( produktionsmiljö) dragprovare, fjäderprovare 4. Datorstyrd dragprovare, (labbmiljö och produktionsmiljö) Nedan följande en sammanfattning av de olika dragprovar- varianterna:



Manuella dragprovare som används tillsammans med en dynamometer

Dessa har normalt en spak eller ratten vilka manuellt driver dynamometern eller lastcellen uppåt eller neråt. • Provställ med spak används vanligtvis för tester där enkelhet och snabbhet är det mest väsentliga • Provställ med ratt används framförallt i applikationer där man långsamt ska uppnå en viss kraft eller en viss förflyttning. • Detta är kostnadseffektiva och mångsidiga lösningar Emellertid så kommer olika operatörer att flytta tvärbalken med olika hastigheter, detta kommer medföra mycket lägre repeterbarhet jämfört med ett motoriserat provställ. Till vissa manuella provställ finns det möjlighet att montera längd skala för att mäta förflyttningen. Kontrollera med din leverantör för att se om din monter har denna möjlighet.



Motordrivna dragprovare med en dynamometer, Multitest 2,5-d

En enklare motoriserat provställ kan optimeras med en digital kraftmätare för att ge repeterbara och likvärdiga mätning för enkla drag- och trycktester. • Säkerställer konstant hastighet med vilken belastning appliceras vid varje test, detta ökar avsevärt noggrannhet och repeterbarhet av resultaten jämfört med manuella provställ. • Kostnadseffektiv lösning idealisk för många testtillämpningar • Större flexibilitet med brett sortiment av utbytbara dynamometrar Denna konfiguration av testsystem används främst i produktionsmiljö där snabbhet och noggrannhet är de viktigaste prioriteringarna i testerna.

Multitest 2,5-d med AFG



Pekskärmsstyrd dragprovare ( produktionsmiljö), Multitest -xt

Dessa halvautomatiska system är programmerbara i hög grad och införliva mer funktionalitet än kraftmätare, men är inte lika sofistikerad som mjukvarudrivna testmaskiner. • Idealisk för krävande applikationer i dammiga eller tuffa miljöer där ett PC-baserat

system inte lämpligt • Pekskärmen är inbyggd i maskinen för att skydda mot stänk och damm • Kan möjliggöra kommunikation via ett plc eller annan extern styrning, så att maskinen kan användas som en del av en större halvautomatisk produktionsprocess • Mycket användarvänlig programmering och enkel data överföring samt automatisk export av resultat • Operatören startar testet med ett enda tryck • Möjlighet finns att styra med PC-programvara vilket kan vara en fördel om det krävs mer avancerad databehandling

Multitest 5-xt med ILC-1000N



Datorstyrd dragprovare, Multitest -i

För att utföra mer avancerade mätningar, särskilt när det krävs en mer grafisk spårbarhet av last / förförflyttning, så är ett datorstyrt system den bästa lösningen. De erbjuder högsta graden av repeterbarhet och noggrannhet, samt mycket större möjlighet till fördjupad dataanalys.

Test Software



En dåligt utformat programpaket, som medföljer ett testsystem kan dock göra att användaren bara blir förvirrad. Saker att tänka på när man letar efter eller blir förevisad en mjukvara till ett dragprovarsystem är: Har den ... • Enkelt och intuitivt användargränssnitt: för enkel användning och visning av testdata • Dataexportkapacitet med PDF alternativ: för enkel överföring av testresultat • Utbytbara lastceller: för ökad mångsidighet • Automatisk längd korrigering: för bästa förflyttnings mätning utan extensometer • Automatisk kompensation för lastcellstöjning: en lastcell kan typiskt ha förskjutning på upp till 0,5 mm över sitt mätområde, vilket medför fel i längdmätningen om mjukvaran inte kompenserar för detta felaktiga förflyttningsvärde • Flera nivåer för operatörers behörighet: för säker förvaring av testprogrammen och resultatfilerna • Möjlighet till enkelt provningsförfarande för enstaka tester: för snabb redigering av nya provningsförfaranden • Datafiltrering : snabbare är inte alltid bättre • Realtids visning av testdata och reprisfunktion: för omedelbar feedback på det utförda testet och att ha möjlighet till mer detaljerad analys av testerna • Användardefinierade parametrar och beräkningar: möjliggör in-house eller icke standardiserade beräkningar som skall utföras på insamlade provadatan • Automatisk statistiska beräkningar: för att hitta förändringar i enstaka batcher av provobjekt eller att identifiera extremvärden • Konfigurerbara rapportmallar: eftersom de flesta vill ha ett specifikt utseende på sina rapporter • Sammanfattnings rapportering: med satsstatistik och möjligheta att ha flera sample i en och samma graf för enkel visuell jämförelse av olika provobjekt* • Kontinuerligt support och service: kontrollera supportavtal och eftermarknad. Omfattas uppgraderingar och telefonsupport?



6. Indelning i typ av test med länkar till Mecmesin

Closure

torque

Flexure /

Bend

Puncture

resistance

Coefficient

of friction

Lap shear

Tear

resistance

Compression

Peel /

Adhesion

Tensile

strength

Compressive

burst

Penetration

resistance

Top-load /

Crush

resistance

Compressive

shear

Physiological

strength

Torque to

turn

Fastening

torque

Pull-off /

Pull-out

http://www.mecmesin.com/closure-torquehttp://www.mecmesin.com/closure-torquehttp://www.mecmesin.com/flexure-bendhttp://www.mecmesin.com/flexure-bendhttp://www.mecmesin.com/puncture-resistancehttp://www.mecmesin.com/puncture-resistancehttp://www.mecmesin.com/coefficient-of-frictionhttp://www.mecmesin.com/coefficient-of-frictionhttp://www.mecmesin.com/lap-shearhttp://www.mecmesin.com/tear-testershttp://www.mecmesin.com/tear-testershttp://www.mecmesin.com/compressionhttp://www.mecmesin.com/peel-adhesionhttp://www.mecmesin.com/peel-adhesionhttp://www.mecmesin.com/tensile-strengthhttp://www.mecmesin.com/tensile-strengthhttp://www.mecmesin.com/compressive-bursthttp://www.mecmesin.com/compressive-bursthttp://www.mecmesin.com/penetrationhttp://www.mecmesin.com/penetrationhttp://www.mecmesin.com/top-load-crush-testershttp://www.mecmesin.com/top-load-crush-testershttp://www.mecmesin.com/top-load-crush-testershttp://www.mecmesin.com/compressive-shearhttp://www.mecmesin.com/compressive-shearhttp://www.mecmesin.com/physiological-strengthhttp://www.mecmesin.com/physiological-strengthhttp://www.mecmesin.com/torque-to-turnhttp://www.mecmesin.com/torque-to-turnhttp://www.mecmesin.com/fastening-torquehttp://www.mecmesin.com/fastening-torquehttp://www.mecmesin.com/pull-off-pull-outhttp://www.mecmesin.com/pull-off-pull-outhttp://www.mecmesin.com/closure-torquehttp://www.mecmesin.com/flexure-bendhttp://www.mecmesin.com/puncture-resistancehttp://www.mecmesin.com/lap-shearhttp://www.mecmesin.com/tear-testershttp://www.mecmesin.com/compressionhttp://www.mecmesin.com/peel-adhesionhttp://www.mecmesin.com/tensile-strengthhttp://www.mecmesin.com/compressive-bursthttp://www.mecmesin.com/penetrationhttp://www.mecmesin.com/top-load-crush-testershttp://www.mecmesin.com/compressive-shearhttp://www.mecmesin.com/physiological-strengthhttp://www.mecmesin.com/torque-to-turnhttp://www.mecmesin.com/fastening-torquehttp://www.mecmesin.com/pull-off-pull-out



7. Indelning i applikationsområden med länkar till Mecmesin

Adhesives

and coatings

Fabric and

textiles

Sport and leisure

Construction

Food and

agriculture

Transit packaging

Consumer

packaging

General

engineering

Transport

(automotive/aerospace)

Cosmetics

and

personal

care

Home and

office

Education

Electrical

and

electronic

Medical

and

veterinary

http://www.mecmesin.com/adhesives-and-coatingshttp://www.mecmesin.com/adhesives-and-coatingshttp://www.mecmesin.com/fabrics-and-textileshttp://www.mecmesin.com/fabrics-and-textileshttp://www.mecmesin.com/sport-and-leisurehttp://www.mecmesin.com/constructionhttp://www.mecmesin.com/food-and-agriculturehttp://www.mecmesin.com/food-and-agriculturehttp://www.mecmesin.com/transit-packaginghttp://www.mecmesin.com/consumer-packaginghttp://www.mecmesin.com/consumer-packaginghttp://www.mecmesin.com/general-engineeringhttp://www.mecmesin.com/general-engineeringhttp://www.mecmesin.com/transporthttp://www.mecmesin.com/transporthttp://www.mecmesin.com/cosmetics-and-personalhttp://www.mecmesin.com/cosmetics-and-personalhttp://www.mecmesin.com/cosmetics-and-personalhttp://www.mecmesin.com/cosmetics-and-personalhttp://www.mecmesin.com/home-and-officehttp://www.mecmesin.com/home-and-officehttp://www.mecmesin.com/educationhttp://www.mecmesin.com/electrical-and-electronichttp://www.mecmesin.com/electrical-and-electronichttp://www.mecmesin.com/electrical-and-electronichttp://www.mecmesin.com/medical-and-veterinaryhttp://www.mecmesin.com/medical-and-veterinaryhttp://www.mecmesin.com/medical-and-veterinaryhttp://www.mecmesin.com/adhesives-and-coatingshttp://www.mecmesin.com/fabrics-and-textileshttp://www.mecmesin.com/sport-and-leisurehttp://www.mecmesin.com/constructionhttp://www.mecmesin.com/food-and-agriculturehttp://www.mecmesin.com/transit-packaginghttp://www.mecmesin.com/consumer-packaginghttp://www.mecmesin.com/general-engineeringhttp://www.mecmesin.com/transporthttp://www.mecmesin.com/cosmetics-and-personalhttp://www.mecmesin.com/home-and-officehttp://www.mecmesin.com/educationhttp://www.mecmesin.com/electrical-and-electronichttp://www.mecmesin.com/medical-and-veterinary

Documents

CA Mätsystem AB Produktprovningsguide · 2015. 8. 7. · topplast test (Top-Load) eller kompressionstest, då är istället ett provställ med två ... Detta i sin tur kan leda till