Badania materiałowe na zlecenie — poznaj kolejne usługi na platformie AM3D

Rynek w dzisiejszych czasach stawia przed producentami wszelakich komponentów wysokie wymagania. W celu zapewnienia bezpieczeństwa, wytrzymałości oraz cech użytkowych, a co za tym idzie jakości detali, wykorzystuje się badania nad materiałami i sposobem, w jaki można je modyfikować, aby wpłynąć na ich wytrzymałość lub trwałość.

Badania materiałowe stają się integralną częścią projektowania i ulepszania produktów w prawie każdej branży. Pomiar wytrzymałości, twardości,  zużycia czy innych właściwości mechanicznych materiałów jest dla inżynierów sposobem na zrozumienie, w jaki sposób sprostają rygorom różnych zastosowań – od przemysłu ciężkiego po półprzewodniki, od motoryzacji po biomedycynę.

Badania materiałowe – cel i zastosowanie w przemyśle

Testowanie właściwości materiału to kluczowy krok w zrozumieniu, jak wytworzone z niego produkty będą się zachowywać lub reagować na różne obciążenia. W sektorze produkcyjnym badania zazwyczaj odbywają się na koniec procesu wytwórczego. Ale zamiast testować produkt jako całość, dobrą praktyką jest sprawdzenie poszczególnych części, z których ten produkt powstaje, co pozwoli na znaczne oszczędności w przypadku wyeliminowania błędów na wczesnym etapie produkcji tj. fazie projektowania. 

Badania materiałowe nie tylko pomagają firmom gromadzić cenną wiedzę w celu ulepszania istniejących produktów i opracowywania nowych, ale także ograniczają ryzyko kosztownych implikacji w przyszłości, takich jak odszkodowania czy wycofywanie produktów z powodu niewystarczającej jakości i bezpieczeństwa ich użytkowania, co może być katastrofalne dla reputacji firmy. Dzięki nim można zapobiec niepożądanym zmianom właściwości użytkowych i opracować sposoby otrzymywania, używania oraz ochrony materiałów o ściśle określonych cechach. Badania materiałowe pomagają również zbadać i opracować efektywne metody produkcji i przetwarzania produktów końcowych.

Badania materiałowe na zlecenie

Testowanie materiałów użytych do konkretnego produktu wymaga zaawansowanej wiedzy inżynieryjnej w wielu obszarach – od mechaniki po elektrykę i optykę oraz magnetyzm czy właściwości termiczne. Wiąże się również z koniecznością zastosowania specjalistycznego sprzętu pozwalającego na  testowanie szerokiej gamy materiałów zgodnie z potrzebami i wymaganiami klientów. Na rynku jest dostępnych wiele rodzajów maszyn do przeprowadzania badań, które mogą być używane w różnych gałęziach przemysłu, w tym branży budowlanej, motoryzacyjnej czy medycznej –  do testowania zarówno metali, jak i tworzyw sztucznych, kompozytów, tkanin czy ceramiki. 

Dzięki badaniom materiałowym firmy gromadzą cenną wiedzę w celu ulepszania istniejących produktów i opracowywania nowych. Mogą określić najważniejsze właściwości mechaniczne, chemiczne i cieplne gotowych elementów. Przy pomocy specjalistycznej aparatury pomiarowej można testować wytrzymałość na rozciąganie, określić sprężystość, odporność na zarysowania, twardość i szereg innych właściwości wytworzonych części.

Jak wdrożyć w swoim przepływie pracy testowanie materiałów bez wysokich nakładów finansowych w infrastrukturę sprzętową i wysoko wykwalifikowanych pracowników, którzy mieliby się zajmować np. analizą strukturalną materiałów produkcyjnych? Zlecając ich przeprowadzenie specjalistom, którzy dysponują szerokim portfolio wysokiej klasy urządzeń oraz wiedzą, dzięki której potrafią ocenić właściwości materiałów w różnych warunkach środowiskowych.

AM3D.pl, czyli interaktywna platforma do badań materiałowych

Poprzez dostępną na rynku platformę AM3D, która oferuje wszystkie powszechnie wykonywane badania materiałowe w obszarze wytrzymałości, jakości powierzchni, twardości czy gęstości/wagi ciał stałych etc. można nie tylko zlecić przeprowadzanie określonych testów, ale również oszacować koszty takich badań online, przed ich rozpoczęciem. W zależności od rodzaju materiału, badania oraz jego przebiegu czy ilości próbek, kalkulator online obliczy w kilka sekund finalną cenę wybranej usługi, co pozwala na precyzyjne zaplanowanie budżetu firmowego.

Kalkulator badań materiałowych na platformie AM3D

Testowanie materiałów  na platformie AM3D jest wykonywane z różnych powodów i może dostarczyć wielu informacji o nowych materiałach, prototypach lub próbkach produktów. Dane zebrane podczas testów i końcowe wyniki są bardzo przydatne dla inżynierów, projektantów, kierowników produkcji i innych zleceniodawców korzystających z usług badań materiałowych ze względu na konieczność: 

  • spełnienia wymagań organów regulacyjnych
  • dobór odpowiednich materiałów do aplikacji
  • ocenę projektu produktu lub specyfikacji ulepszeń
  • weryfikację procesu produkcyjnego

Dzięki badaniom materiałowym na platformie AM3D klienci mogą nie tylko zweryfikować projekty swoich przyszłych produktów, ale również skorzystać z dokładnej analizy i oceny awarii infrastruktury produkcyjnej oraz niezawodnych usług testowania materiałów. W naszym portfolio znajdują się zarówno badania, które wykonujemy we własnym laboratorium, jak i w siedzibie klienta.

Portfolio dostępnych badań

Obecnie większość branż wykorzystuje badania materiałów do oceny właściwości mechanicznych komponentów. Najczęściej wykonuje się testy wytrzymałościowe i oceniające powierzchnie (chropowatość, twardość), które są niezbędne w procesach kontrolnych czy też w celu uzyskania certyfikacji produktu. 

Na platformie AM3D realizujemy zlecenia badawcze w zakresie sprawdzenia wytrzymałości materiału przy rozciąganiu, ściskaniu, zginaniu oraz pomiaru siły zrywania połączeń. Przebieg badań determinuje norma lub wymagania klienta.

Wykorzystując precyzyjną maszynę wytrzymałościową Shimadzu AGX-V możemy dokładnie zweryfikować, czy prototyp lub gotowy produkt przetrwa odpowiednią ilość czasu w określonych warunkach.

 W ramach próby rozciągania jesteśmy w stanie wyznaczyć podstawowe parametry materiału takie jak:

  • Moduł Younga [E]
  • Granica plastyczności [Ys]
  • Maksymalne naprężenie [σmax]
  • Maksymalna Siła [Fmax]
  • Odkształcenie przy maksymalnych wartościach siły/naprężenia [εmax]
  • Naprężenie przy zerwaniu [σb]
  • Siła przy zerwaniu [Fb]
  • Odkształcenie/przemieszczenie przy sile zrywającej [εb]
  • I inne

Dodatkowo dysponujemy extensometrami pozwalającymi na precyzyjne wyznaczanie przemieszczenia/odkształcenia materiałów kruchych
(MFA 25) oraz materiałów elastycznych: termoplastów, gum itp. (DSES-1000).

Maszyna wytrzymałościowa Shimadzu AGX-V

Dysponujemy również zaawansowanym urządzeniem umożliwiającym badanie chropowatości powierzchni oraz przygotowanie gotowych wyników bezpośrednio na przyrządzie. Testy te są szczególnie istotne w branży medycznej. Przykładowo dzięki zachowaniu określonej chropowatości powierzchni implant dentystyczny szybko zrasta się ze szczęką. To samo odnosi się do endoprotez. Ponieważ proteza znajduje się w bezpośrednim kontakcie z otaczającą ją tkanką, jakość jej powierzchni ma szczególne znaczenie. Dlatego też producenci implantów starają się przygotować swoje produkty tak optymalnie, jak to tylko możliwe dla danego zastosowania, poprzez odpowiednią obróbkę powierzchni.

Przenośne urządzenie MarSurf PS 10 umożliwiające badanie chropowatości powierzchni oraz przygotowanie gotowych wyników bezpośrednio na przyrządzie pomiarowym

Niska chropowatość powierzchni jest również istotna w branży automotive – w układach napędowych zmniejsza tarcie, a tym samym minimalizuje straty energii tym spowodowane. Z wysokimi wymaganiami dotyczącymi wydajności rosną również wymagania dotyczące powierzchni czopów łożyskowych na wałach korbowych. Na przykład w systemach Start / Stop, które automatycznie wyłączają i ponownie włączają silnik, powierzchnie czopów są narażone na szczególnie duże obciążenia. Niska chropowatość powierzchni zmniejsza zużycie. W silnikach elektrycznych chropowatość powierzchni odgrywa również rolę w redukcji hałasu. Tutaj wymagana jest najwyższa możliwa równość powierzchni, dlatego też jakość powierzchni musi być zapewniona poprzez pomiar chropowatości. 

Przed przystąpieniem do pomiarów chropowatości powierzchni, zawsze ustalamy z klientem kryteria akceptacji dla poszczególnych pomiarów (maksymalną dopuszczalną wartość parametrów Ra, Rz itp.).

Kolejnym badaniem wykonywanym na platformie AM3D jest ocena twardości (w skali Shore’a A/D)
i odporności na zarysowania powłok lakierniczych, tworzyw sztucznych i produktów pokrewnych, możliwa do wykonania dzięki sklerometrowi, gdzie pomiarowym elementem w naszym badaniu jest rysik wypychany przez sprężynę, nadająca odpowiednią silę nacisku na daną część.

Miernik pomiarów twardości w skali Shore'a A/D oraz grubości powłok, grubości folii i innych

Weryfikacja twardości potwierdza na przykład poprawność parametrów spawania, zgrzewania lub innego procesu spajania, można również stosować ją do określenia przewidywanej wytrzymałości na rozciąganie.

Oprócz testowania twardości powierzchni na AM3D można zweryfikować również odporność elementu na zużycie podczas pracy i przy obciążeniach mechanicznych, czyli badania ścieralności. Nasza aparatura pozwala na zbadanie próbki o grubości do 6,35 mm pod kątem wytrzymałości powierzchni na różnego rodzaju przetarcia.

Wyznaczanie gęstości próbki to istotny element kontroli jakości surowców i produktów gotowych. Istnieje wiele technik umożliwiających dokładny pomiar. Zastosowanie precyzyjnych wag wysokich udźwigów z jednopunktowym sposobem mocowania szalki, stosowanych na platformie AM3D gwarantuje bardzo dobrą geometrię, eliminując w ten sposób błędy pomiarowe. 

Wyznaczanie gęstości ciał stałych pozwala potwierdzić czystość materiałów. Umożliwia to wykrycie oszustw polegających na zamianie substancji na tańszy surowiec alternatywny, ponieważ w takim przypadku gęstość materiału złożonego różni się od gęstości czystej substancji. 

Precyzyjna waga Shimadzu seria: AP typ: 124X

Wyznaczanie gęstości może służyć także do zapewnienia jednorodności produktu, której brak może oznaczać, że produkt nie będzie zachowywać kluczowych parametrów, takich jak wytrzymałość lub odporność na pękanie. Przykładowo, nawet pęcherzyk powietrza może sprawić, że pod wpływem naprężeń dana część ulegnie uszkodzeniu. Prostym i ekonomicznym sposobem monitorowania jakości jest badanie losowo wybranych części.

Kolejnym popularnym badaniem, które wkrótce będzie dostępne na platformie AM3D, są testy starzeniowe, polegające na symulacji rzeczywistych warunków pracy. Komora klimatyczna umożliwia przeprowadzanie większości testów dla szeroko pojętego przemysłu (lotniczego, automotive, kolejowego, obronnego etc.). 

Odtworzenie uszkodzeń powstałych w naturalnych warunkach na przestrzeni lat w naszej komorze zajmie od kilku do kilkunastu tygodni. W ramach badań starzeniowych na platformie  AM3D dane elementy poddawane są działaniu zmiennych cykli promieniowania UV oraz wilgoci w podwyższonej temperaturze, która jest w pełni kontrolowana. Proces skraplania lub natrysk wodą wykorzystywane są do symulacji deszczu i rosy. Nasza komora starzeniowa spełnia normy ASTM. 

Indywidualny dobór parametrów oraz czas ekspozycji na określone warunki atmosferyczne są kluczowe w symulacji procesu starzenia wyrobów w zależności od ich przeznaczenia. Wytwórcy przy wprowadzeniu urządzeń do obrotu deklarują, w jakich warunkach środowiskowych ich produkty funkcjonują poprawnie. Dzięki testom w komorze starzeniowej można określić np. poprawność funkcjonowania, odporność długotrwałą, zmiany fizykochemicznych etc. badanych materiałów.

Komora starzeniowa spełniająca normy ASTM

Aby zapewnić jakość i niezawodność produktu, należy przeprowadzić wymagane testy. Poprzez badania materiałowe producenci są w stanie ustalać standardy techniczne dla swoich produktów, aby wytwarzać wysokiej jakości materiały, które są bezpieczne dla klientów. Zapewnienie, że produkt spełnia określone standardy, jest jednym z głównych celów przeprowadzania badań materiałowych. Wczesne wykrycie wad chroni zarówno potencjalnych użytkowników (przed możliwymi obrażeniami), jak i producentów (utrata wiarygodności, licencji, homologacji etc.). 

Dzięki najbardziej zaawansowanej technologicznie infrastrukturze nie tylko do badań materiałowych, ale również do druku 3D i postprocessingu oraz skanowania 3D platforma AM3D.pl otwiera przed polskimi przedsiębiorcami, projektantami i konsumentami, drzwi do wysokiego stopnia powtarzalności i produktywności AM, jak również automatyzacji, która stanowi jeden z filarów koncepcji Przemysłu 4.0.

Chcesz rozpocząć współpracę?

Wyceń zlecenie lub napisz do nas