Nieuw systeem voor testen levensduur 3D metaal geprinte onderdelen
Enduteq heeft een systeem ontwikkeld om geautomatiseerd vermoeiingstesten uit te voeren op complexe metalen onderdelen, die 3D-geprint zijn. Het nieuwe testsysteem is een moderne en innovatieve versie van de klassieke RR Moore Fatigue Test.
De vermoeiingstest is gebaseerd op het roterende as principe waarbij het specimen symmetrisch wordt belast op twee punten.
Steeds meer complexe metalen onderdelen worden geproduceerd middels additive manufacturing. Door deze productiemethode is het materiaal minder homogeen en zeker niet verdicht. Hierdoor is de levensduur bij dynamische belastingen lastig te berekenen met een klassieke methode als de RR Moore Fatigue Test (volgens ISO 1143). Het concept van deze vermoeiingstest is gebaseerd op het roterende as principe waarbij het specimen symmetrisch wordt belast op twee punten. Bij elke omwenteling gaan de spanningen in het materiaal, door een complete cyclus van trek naar druk en vice versa.
Flexibel en simpel systeem
Enduteq heeft deze methode nu nieuw leven in geblazen om hem geschikt te maken voor vermoeiingstesten op 3D metaal geprinte onderdelen. Hierbij heeft de in Westervoort gevestigde specialist in meet- en testsystemen voor diverse sectoren en industrieën de volgende uitgangspunten gehanteerd: Flexibel en simpel testsysteem; Eenvoudig verschillende diameters specimen testen; Betrouwbaar en reproduceerbaar testen; Maximaal toerental 10.000 rpm, zodat in 24 uur circa 15 miljoen omwentelingen gerealiseerd worden; Belasting met behulp van gewichten op specimen aanbrengen.
Met het nieuwe systeem van Enduteq kan de klassieke RR Moore Fatigue Test automatisch worden uitgevoerd.
Technische uitdagingen
Vanwege het hoge toerental en aantal omwentelingen, was het essentieel om componenten te kiezen die langdurig goed blijven werken. Daarom is gekozen voor lagers en ashouders (precision collets), die veelal toegepast worden in draai- en freesbanken. Een standaard-oplossing voor de flexibele koppeling waarmee de aandrijfmotor aan het lagerhuis gekoppeld wordt, bleek niet te vinden. Hiervoor heeft Enduteq een koppeling op maat gemaakt.
Automatisering test
Versnelde veroudering vindt betrouwbaar plaats als de temperatuur van het specimen tijdens de fatigue test niet teveel oploopt. Door de temperatuur van het specimen tijdens de test continu te monitoren, kan het toerental van het specimen automatisch worden verlaagd bij een ingesteld temperatuurbereik en weer worden verhoogd bij een ingestelde ondergrens. Door bearingless encoders te plaatsen op de aandrijfas én op het lagerhuis kan aan beide zijden van het specimen het toerental gemeten worden; als het verschil tussen beide gemeten toerentallen te groot wordt, ontstaat de eerste scheuring van het specimen. Dankzij ingebouwde breukdetectie stopt de test direct nadat het specimen gebroken is. De fatigue test kan nu volledig automatisch uitgevoerd worden.
Opties
Voor het uitvoeren van fatigue testen voor maritieme toepassingen kan het systeem uitgebreid worden met een zoutdruppelaar. Door zoutdruppels op het specimen te laten druppelen tijdens de test, kan inwerking van roest meegenomen worden in het bepalen van metaalmoeheid.
