Materialprüfung

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Re: Materialprüfung

Beitrag #91 von anwofis » Do 3. Okt 2019, 16:32

So jetzt nach den etwas seltsamen Messergebnissen von gestern, habe ich jetzt folgendes geändert:

* Der dünne Bereich der Probe ist jetzt doppelt so lang (40mm), damit ich mehr Dehnung bekomme
* Auch habe ich die Verjüngung etwas geändert.
* Die Kamera nimmt jetzt FullHD auf mit 15fps: das scheint gut zu funktionieren. Leider ist noch etwas Zeitversatz zwischen Bild am Computer und der Aufnahme. Da muss ich noch schauen. Außerdem bekomme ich ganz selten kleine Ausreißer bei der Messung. Da muss noch ein Bug drin sein.

-

Mit einer Dehnrate von 0.005 mm/s habe ich jetzt mal eine Messung gestartet:

messung start.png


Und das ganze mal laufen gelassen :

messung mitte.png


Bis zum Bruch. Da habe ich dann abgebrochen:

messung ende.png


Beim Bruch ist mir die Probe unten weggeflogen und die danach berechnete Distanz ist Quatsch. Deshalb die Ausreißer.

setup.JPG


Leider war die gedruckte Qualität meiner Proben etwas schlecht (hohe Layerhöhe und hohe Geschwindigkeit). Daher ist die Probe schnell an einer Schwachstelle gerissen.

Ich denke mal, wenn ich die Kamera um 90° drehe, kann ich noch etwas Auflösung rausholen. :coolbubble:

Hier ist die Excel-Auswertung:
messung_neu.xlsx
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Re: Materialprüfung

Beitrag #92 von AtlonXP » Do 3. Okt 2019, 17:31

Hallo anwofis,
das scheint ja langsam zu funktionieren. :-)

Dennoch möchte ich dir Frage stellen, was du dir von der optischen Auswertung versprichst?
Wäre es nicht einfacher nach der Formel: „Ein Stepp und Kraft = -> Übertrag zur Auswertung“
zu arbeiten?

LG AtlonXP

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Re: Materialprüfung

Beitrag #93 von anwofis » Do 3. Okt 2019, 19:01

@AthlonXP:

Also mit der Kamera bekomme ich halt die richtige Dehnung an der Probe.
Sonst bekomme ich nur den Verfahrweg des Messaufbaus...

Hier mal der Link zu Wikipedia:
https://de.wikipedia.org/wiki/Videoextensometer

-

Sonst bin ich nochmal einen Schritt weitergekommen: Ich habe mich gewundert, warum ich solche Banden bekomme bei der Messung?!
Sieht total komisch aus.
Jetzt habe ich im Quellcode gesehen, dass ich bei der Distanzberechnung immer mit "Integern" also ganzen Pixeln gerechnet habe...
Nun sind es "Floats". Ich habe jetzt noch eine Probe gezogen mit 0,05 mm/s und es sieht schon viel besser aus: :tanzen:

plot.png


(Bei der Umrechnung der Spannung muss noch ein kleiner Bug drin sein, weil irgenwie sollte die auf 0.1 N genau sein und ab und zu werden die gleichen Werte hintereinander ausgegeben?)

EDIT: Die Spannungen sind falsch! Hab' falsch umgerechnet :dash: :dash:
Die Spannung vom Messgerät kommt als hex-Wert:
z.B "30 36 34" (wobei 30 hier "Null" ist) -> zu decimal ->0*(16^2) + 6*(16^1) + 4*(16^0) = 100 = 10.0 N

Naja, werd' die Tage mal eine Gummiprobe drucken und testen. Hab' noch etwas Ninjaflex da ;)
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Re: Materialprüfung

Beitrag #94 von anwofis » Fr 4. Okt 2019, 11:26

So, da ich heute frei habe und das Wetter nicht so toll ist, hab' ich jetzt doch noch 2 Proben getestet:

Wieder Iglidur I150 (will dafür keine Werbung machen, das war halt gerade im Drucker - kann auch bei Interesse noch was anderes testen ;))

Diesmal mit 0,01 mm/s Dehnrate, also 0,6 mm/min und einer Vorspannung von ca. 20 N.

Ist mit etwas Nachbearbeitung in Excel ganz schön geworden:

messung_neu.png


Komme so auf 23 MPa Zugfestigkeit. Die Spannung geht jetzt auch sauber nach oben. Nur die Dehnung ist noch nicht so schön.
Ich werde die Kamera noch drehen, dann habe ich etwas mehr Pixel.

Eine höhere Auflösung als FullHD geht anscheinend in Kombination mit Videostream und der picamera nicht.
Einzelbilder in höherer Auflösung habe ich schon probiert, aber da bekomme ich weniger als 1 fps ?!

Vielleicht finde ich da noch einen Trick :D
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Re: Materialprüfung

Beitrag #95 von anwofis » Di 15. Okt 2019, 23:26

Hallo,

ich hatte zuletzt nur wenig Zeit:

Die Endlagenschalter wurden befestigt und die Klemmen aus China sind da:
machen einen ganz guten Eindruck. Für dünne Proben - so 2-3 mm dick - sollten die ausreichend sein.

Dann habe ich nach langem Suchen eine Lösung für die pi-Kamera gefunden, um das in meinem Augen 'dämliche' Flachbandkabel
zu eliminieren: https://www.arducam.com/product/arducam ... k-2-1-set/
Laut Hersteller soll man mit HDMI-Kabel 10m Übertragungsweg schaffen :good: Der Fund ist vllt. auch für Leute interessant mit octoprint + picamera?

Sonst ist die Apparatur fertig ;) Die Software werde ich aber nochmal etwas umschreiben, weil ich da Probleme mit der Gui habe:
nach ca.15min wird die Oberfläche nicht mehr korrekt aktualisiert?!

MfG,
anwofis

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Re: Materialprüfung

Beitrag #96 von anwofis » Do 6. Feb 2020, 22:20

So jetzt habe ich mal meine Zugmaschine wieder angeworfen:
Es wurden 3 Proben nach ISO 527 5A gedruckt (ca. 4.5 mm breit und ca. 1.7 mm dick) und getestet bei 0,1mm/s, 0,05mm/s und 0,01 mm/s konstanten Dehnraten.

iso527_5a.jpg


Zuerst habe waren die Mitten der China-Klemmen 3mm versetzt - im Messstand ist das Loch falsch gebohrt, also erstmal mit der Feile etwas nachgeholfen...

eingespannt.jpg


Dann kann man die Klemmschrauben mit der Hand nicht genug festziehen, weshalb die Proben zuerst immer herausgerutscht sind...
Also einfach die Handschrauben durch Inbus ersetzt und mit einem Schlüssel richtig angezogen - dann lief der Zugversuch durch, aber die Klemmen bekommt man dann fast nicht mehr auseinander...

Hier ist erstmal der erste Plot (ICE Filaments ABS weiss), bei der Messung mit 0,1mm/s habe ich die Probe beim Einspannen beschädigt, also habe ich das weggelassen:

plot2.png


Die Zugfestigkeit ist ca. 30 MPa. Die Bruchdehnung bei 0,05mm/s Dehnrate ca. 3% und bei 0,01mm/s Dehnrate ca. 7,5%. Für den E-Modul habe ich mal ungefähr eine Gerade in die Anfangssteigung gelegt: ca. 1500 MPa

Im Internet habe ich jetzt so 40 MPa Zugfestigkeit gelesen und 2500 MPa E-Modul - da muß irgendwo noch ein Wurm drin sein?! :/

Habe auch etwas schwarzes stratasys ABS P400 organisiert - werde da auch mal ein paar Proben mit drucken ;)
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Re: Materialprüfung

Beitrag #97 von anwofis » Mi 6. Jan 2021, 20:25

Hallo,

hab' heute mal meinen Prüfstand wieder aus dem Regal geholt:

Ich hab' mal aus Interesse den Einfluss der Linienbreite auf die Festigkeit einer ISO 527 5A Zugprobe untersucht:

4 Zugproben wurden gedruckt: 0.15 Layers und 0.4,0.5,0.6,0.7 LW jeweils: PETG-grau NoName
Dehnrate 0,02mm/s
Unbenannt.png


Die 0.5er Probe hatte iwie mittendrin Probleme gemacht und hab' die erstmal weggelassen. (Das Extensometer hat iwie einen Messpunkt falsch gesetzt.)

So sieht das Ergebnis jetzt aus:
graph.png

Bei der Vorspannung habe ich nicht aufgepasst, die war jedesmal leicht anders, aber man sieht, dass der kleine Messstand im Prinzip ganz brauchbar arbeitet, wenn man bedenkt, dass die Änderung der Dehnung teils wenige Pixel im Bild sind.
Nach der Einschnürung hab' ich abgebrochen, weil die Probe nicht bricht, sondern noch ewig langgezogen wird.

Auswertung:(Der Querschnitt war bei 0,6 u 0.7 Probe ca. 1,7*3,8 mm bei der 0,4er Probe 1,7*4mm)

MAX Kraft/N MAX Spannung/MPa E-Modul E-Module ca. Mpa
0.6 347,7 53,83 1547,99 1550
0.4 344,3 50,63 1498,06 1500
0.7 339,6 52,57 1786,14 1800

Die Werte sind schon mal nicht schlecht:
Mehr LW bringt ganz klein wenig mehr Zugfestigkeit in Schmlezbahnrichtung (Aber anscheinend eher wenig?)
Für E-Modul muss ich erstmal mehr Proben machen und sorgfältiger messen.

Sonst geht der Messtand ganz gut:
Das Programm müsste ich noch so umschreiben, dass es nicht während der Messung die Dehnung berechnet, sondern einfach ein Video mit Timestamps aufnimmt - dann kann man das viel genauer nach der Messung auswerten.

Grüße
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Re: Materialprüfung

Beitrag #98 von mhier » Fr 8. Jan 2021, 23:01

Interessant. Das ist jetzt auf Zug wenn ich das richtig verstehe? Meistens brechen die Teile doch eher entlang von Layern, aber den Bild nach zu Urteilen ziehst du in der X/Y Ebene?

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Re: Materialprüfung

Beitrag #99 von AtlonXP » Sa 9. Jan 2021, 12:22

Hierzu ein paar Überlegungen:

1. Wenn ich mir das Schema der verschieden Layerbreiten anschaue dann sehe ich,
dass es bei breiteren Layern auch mehr Luft zwischen den einzelnen Bahnen gibt.
Das sollte negativ für die Stabilität sein.

2. Wie mhier schon erwähnt, ist für uns Schmelzer eher das Layerbonding interessant.
Dort sind die Druckteile am schwächsten.

Mich würde brennend interessieren, ob niedrige Layerhöhen oder höhere für die Stabilität von Vorteil sind.

Mein Vorschlag darum:
Die Teile stehend drucken mit 0,1; 0,15 und 0,2 mm Layerhöhe drucken und messen.

LG AtlonXP

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Re: Materialprüfung

Beitrag #100 von anwofis » Sa 9. Jan 2021, 17:42

Hallo,

kann bei Gelegenheit gerne noch den Einfluss der Layerhöhe auf die Festigkeit der Schmelzschichten in Z anschauen.

Sollte ja ein ganzes Stück niedriger sein - so kann ich den Querschnitt größer machen bzw. ISO 1B Proben nehmen.

Mal schauen, wann ich Zeit habe. :coolbubble:

Grüße,
anwofis


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