Im erfolgreich abgeschlossenen ZIM-Kooperationsprojekt ApproxiSens mit dem Industriepartner KB Prüftechnik GmbH wurde ein neuartiges Messsystem für Härteprüfmaschinen entwickelt, welches die industrielle Härtemessung auf ein neues Qualitätsniveau hebt. Traditionell erfolgt die Härtebestimmung indem ein Indenter mit einer definierten Kraft und Geschwindigkeit in einen Prüfling eindringt. Aus dem Verhältnis von Kraft und Eindringtiefe wird so die Härte bestimmt.
Um die Wirtschaftlichkeit zu steigern, wird die Prüflingsoberfläche heute mit möglichst hoher Geschwindigkeit angefahren. Daher bestand das Ziel des Projekts, die Annäherungsphase des Indenters an die Prüflingsoberfläche zu beschleunigen, ohne dabei Beschädigungen am Werkstoff oder an der Ausrüstung zu riskieren. Hierzu wurde ein Messsystem entworfen, das den Abstand des Prüfkörpers ermittelt und das Aufsetzen präzise steuert. Es ist vollständig in den Werkzeugrevolver integrierbar und kombiniert hochsensible Kraftaufnehmer mit einer Drucksensorik, die die Distanz zum Prüfling während der Annäherungsphase misst. Durch die verbesserte Empfindlichkeit und die Fähigkeit, den Kraftanstieg im Moment der Kontaktaufnahme zu regulieren, kann die Prüfkraft in einem sehr breiten Messbereich genau gesteuert werden. Zusätzlich wurden Druckluftdüsen entwickelt, die zusammen mit einer Prallplatte ein Düse Prallplatten System bilden und so die Abstandsmessung im nahen Bereich weiter optimieren. Dieses System ermöglicht es, den Indenter mit einer hohen Zustellgeschwindigkeit zu bewegen und ihn anschließend langsam abzubremsen, sobald die gewünschte Distanz erreicht ist – ein Ansatz, der das Risiko von Kollisionen signifikant senkt.
Die Vorteile für die industrielle Anwendung sind vielfältig. Durch die beschleunigte Annäherung kann die Durchsatzrate in Serienmessungen erhöht werden, während die präzise Abstandsmessung und die kontrollierte Kraftsteigerung die Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit der Ergebnisse verbessern. Der modulare Aufbau erlaubt eine einfache Integration in bestehende Prüfmaschinen, sodass Hersteller sofort von den Vorteilen profitieren können, ohne ihre Anlagen grundlegend umstellen zu müssen. Die Technologie ist zudem in Bereichen der Materialforschung und der Fertigungsüberwachung einsetzbar, wodurch sie für Forschungseinrichtungen und Produktionslinien gleichermaßen attraktiv ist.
FuE-Kooperationsprojekt:
ApproxiSens: Entwicklung einer Härteprüfmaschine für Prüflasten bis 1gf mittels Kraftaufnehmer mit nichtlinearer Feder und Düse-PrallplatteSystem zur Abstandsdetektion von lndenter zum Prüfling bis 1 0μm für eine schnellere Vickers-Härteprüfung in 1 Os
Teilprojekt:
ApproxiSens: Entwicklung eines Kraftaufnehmers mit nichtlinearer Feder und pneumatischem Düse-Prallplatte-System zur zuverlässigen Messung des Kraftanstiegs am Berührungspunkt und zur Abstandsdetektion zwischen lndenter und Prüfling bis 10 μm Distanz
Förderkennzeichen: KK5085704EW1
