Steeds meer complexe metalen onderdelen worden middels Additive Manufacturing (3D metal-printing) geproduceerd. Door deze productiemethode is het materiaal minder homogeen, en zeker niet verdicht. Hierdoor is de levensduur bij dynamische belastingen lastig te berekenen.
Dit vraagstuk heeft een klassieke methode om levensduur bij vermoeiing van metalen te testen, nieuw leven ingeblazen. Het concept van een RR Moore Fatigue Test (volgens ISO 1143) is gebaseerd op het roterende as-principe. Het specimen wordt symmetrisch belast op 2 punten. Bij elke omwenteling gaan de spanningen in het materiaal, door een complete cyclus van trek naar druk en vice versa.
Testsysteem ENDUTEQ
ENDUTEQ heeft de uitdaging opgepakt om een modern en innovatief testsysteem te ontwikkelen om deze vermoeiingstesten uit te voeren. Met de volgende uitgangspunten:
- Flexibel en simpel testsysteem.
- Eenvoudig verschillende diameters specimen testen.
- Betrouwbaar en reproduceerbaar testen.
- Max toerental 10.000 rpm, zodat in 24 uur ca 15 mln omwentelingen gerealiseerd worden.
- Belasting mbv gewichten op specimen aanbrengen.
Technische uitdagingen
Vanwege het hoge toerental en aantal omwentelingen, is het essentieel om componenten te kiezen die langdurig goed blijven werken. Vandaar dat we gekozen hebben voor lagers en as-houders (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 hebben we een koppeling op maat gemaakt.
Automatisering test dankzij temperatuur sensor en slip- en breukdetectie
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. Nu kan de fatigue test volledig automatisch uitgevoerd worden.
Opties
Voor het uitvoeren van fatigue testen voor maritieme toepassingen, kan het systeem uitgebreid worden met een zout druppelaar. Door zoutdruppels op het specimen te laten druppelen tijdens de test, kan inwerking van roest meegenomen worden in het bepalen van metaalmoeheid.
Dergelijke slimme oplossingen kenmerken de werkwijze van ons bedrijf.
