Biegeprüfung von Kunststoffen nach EN ISO 178 – Theorie der Biegeprüfung

Proben für die Biegeprüfung nach EN ISO 178

Die Grundlage jedes gut durchgeführten Tests ist eine qualitativ hochwertige Prüfmaschine (Zugprüfmaschine) (präzis, stabil, zuverlässig und benutzerfreundlich) und eine ordnungsgemäß vorbereitete Probe. Deshalb widmet sich bereits die Norm EN ISO 178 für den Biegeversuch der Definition einer gut vorbereiteten Probe, die vorzugsweise die Abmessungen 80 x 10 x 4 mm (L x B x H) haben sollte. 

Wenn es nicht möglich ist, eine Probe mit diesen Abmessungen herzustellen, sollte die Probe Abmessungen gemäß dem Verhältnis haben: l/h = 20. 

Die Breite sollte dann im Verhältnis zur Dicke folgende Parameter haben: 

3 < h < 5 b = 10 mm 

5 < h < 10 b = 15 mm 

Vor Beginn des Biegeversuches

Biegeprüfungen werden auf kleineren Universalprüfmaschinen durchgeführt, da dabei nicht so hohe Kräfte erreicht werden wie bei Zugprüfungen – das hängt natürlich vom Material ab. Werden aber beim Zugversuch von Kunststoffen/Metallen mehrere zehn kN erreicht, so sind es bei Biegeversuchen von Kunststoffen Hunderte von N bis hin zu niedrigen kN. Vor der Prüfung müssen die Stützen der Biegevorrichtung auf den richtigen Stützenabstand eingestellt werden, wobei in der Norm L = (16 +/- 1) * h angegeben ist. 

Es ist selbstverständlich, dass die Probe dann korrekt auf der Biegebank platziert wird, da das Ergebnis (Wert des E-Moduls) von der Durchbiegung und der gemessenen Kraft abhängt. Wir können die Durchbiegung und die gemessene Kraft nur durch die richtige Platzierung der Probe beeinflussen – Parallelität, Rechtwinkligkeit ... 

Anschließend empfiehlt es sich, während des Tests die Vorspannung einzustellen, da die Proben leichte Unebenheiten aufweisen können und es wichtig ist, dass für die spätere Erfassung der Durchbiegungswerte keine Bewegung erfolgt. Es ist jedoch wichtig, die Probe nicht zu überladen und sich an die Empfehlungen der Norm zu halten. 

Prüfgeschwindigkeit im Biegeversuch

Die Prüfgeschwindigkeit wird entsprechend den Anforderungen der Norm für das jeweilige Material eingestellt – am häufigsten wird die Belastungsgeschwindigkeit von 1 % pro Minute gewählt. Dadurch wird eine Durchbiegung des Prüfkörpers von 1 % innerhalb einer Minute erreicht, wodurch an der Maschine eine Belastungsgeschwindigkeit von 2 mm/min eingestellt werden kann. Diese Testgeschwindigkeit bleibt während des gesamten Tests stabil. 

Anforderungen and die Biegeprüfung nach EN ISO 178

Die Norm fordert nicht direkt den Einsatz eines Biegesensors (Extensometers) zur Bestimmung des E-Moduls (E-Modul), wohl aber die Erfassung von Weg und Kraft mit einer gewissen Genauigkeit.

Ist eine direkte Messung durch den Durchbiegungssensor nicht möglich, erlaubt die Norm die Durchführung einer sogenannten Korrekturkurve. Anschließend wird eine Testmessung mit einem starren Körper auf der Universalprüfmaschine durchgeführt, die Daten der Messung gespeichert und im Test an einer realen Probe wird diese Korrekturkurve dann von der Kraft-Weg-Kurve abgezogen. Die Trapezium-Software mit Shimadzu-Zugprüfmaschinen macht dies sehr intuitiv und automatisch. 

Wird ein Durchbiegungssensor verwendet, sind die Messwerte um x % genauer 

Ergebnisse des Beigetests nach EN ISO 178

Das Ergebnis des Biegetests ist ein Diagramm und eine Reihe von Ergebnissen, die wichtige Ereignisse während des Biegetests beschreiben. Ähnlich wie beim Zugversuch erhalten wir die wichtigsten Ergebnisse zu Beginn und am Ende des Versuchs.