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Prüfen mit Verstand

testXpo 2016

Trends in der Materialprüfung

Trends in Materials Testing testXpo 2016

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Globale Megatrends Megatrends schaffen neue und spezifische Forderungen nach sicheren Prüfergebnissen und technischen Lösungen in der Materialprüfung.

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SICHERHEIT CONNECTIVITY

INFRASTRUKTUR

RESSOURCEN

GESUNDHEIT Standards

Qualitätsanforderungen

Zunehmende Massenproduktion

Neue Materialien

nachhaltig

Vernetzte Prozesse

Neue Vertriebswege

Rohstoffe

Ernährungsverhalten

Medizintechnik

Sozialhilfe-systeme

Demografischer Wandel

Energie

train skilled workers

sozial

transparent

Engineering Technologies

Verkehrsdichte in Städten

Urbanisierung

wirtschaftlich

ökologisch

IT Politik

MOBILITÄT

Sicherheit

effizient

Effizienz von Motoren


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Branchenüberblick bei Zwick Die Zwick Roell Gruppe bedient mit seinen Prüflösungen viele unterschiedliche Industrien.

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Plastics Photovoltaics Springs Textiles

Food Mechatronics Medical Metals Paper

Academia Aerospace Automotive Building Composites

Rubber


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Mensch

Bildung/Ausbildung

Energie

Effizienz

Globaler Megatrend - Ressourcen

Res

sour

cen

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Materialien


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Ressourcen: Energieeffizienz

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Höhere Temperaturen in Turbinen für Kraftwerke und Flug-zeugen, führen zu einer besseren Effizienz und einer Reduzierung des CO2 Ausstoßes.

Zwick Roell bietet Hochtemperaturlösungen für Prüfaufgaben in der Statik, Dynamik und Zeitstand.

Dampf- und Gasturbinen: Höhere Temperaturen, höherer Druck

Strahltriebwerke: Weniger Kraftstoffverbrauch und

Gewichtsreduzierung


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Neue Hochtemperaturresistente Materialien, schaffen eine höhere Energieeffizienz von Motoren und helfen so den CO2 Ausstoß zu reduzieren.

laserXtens Hochtemperaturofen

𝜂 = 1 −𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇

Jeder thermische Antrieb welcher bei höheren Temperaturen (Tmax) betrieben werden kann, hat eine höhere Effizienz 𝜂. Neue Materialien für Verbrennungsmotoren in Autos, Flugzeugantrieben und Kraftwerken (Advanced ultra super critical (A-USC) power plants)

Zwick Zugversuche bis zu 1.250°C (1.600°C)


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Neue Hochtemperaturresistente Materialien, schaffen eine höhere Energieeffizienz von Motoren und helfen so den CO2 Ausstoß zu reduzieren. 𝜂 = 1 −

𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇

Isothermischer LCF Tests TMF Tests Zeitstand Test


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Zwick Roell bietet unterschiedliche Öfen, Längenänderungs-aufnehmer und Lastprinzipien für die Hochtemperaturprüfung.


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Ressourcen: Human Bildung/Ausbildung

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Sichere Prüfergebnisse setzen ein erstklassiges Wissen voraus.

Standard / Individual Training

Schulungsveranstaltungen

Zwick Academy® mobil (Regionale Kundentrainings)

(bei ZUE oder Vorort)

(Lernwochen und IST/IZT)

Trainings sind immer ein wichtiger Bestandteil unserer weltweiten Veranstaltungen

Unser Fokus liegt auf Grundlagen in der Materialprüfung, spezifischem Anwendungswissen, Branchenanforderungen, sowie die Bedienung von Zwick Prüfsystemen und deren Software.


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Ressourcen: Materialien Neue Materialien welche die Welt verändern könnten

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• Graphen Graphene Flagship EU’s biggest research initiative ever

• Silk

• Shrilk (Shrimp / Silk)

• Stanene, (lat. stannum (tin) and graphen), new material for integrated circuits • Metamaterials, artificial structures with new optical properties


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Ressourcen: Materialien

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Neue Leichtbau Composites erfordern Zug-, Druck- sowie unterschiedliche Scherversuche in F&E sowie in der Qualitätssicherung.

Zwick bietet hier ein komplettes und modulares System um neue Composite Materialien in einer großen Temperatur- und Klimabereich zu charakterisieren


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Für Atomrektoren, Druckbehälter, Rohre und Pipelines, sind hochfeste und hochbelastbare Stähle erforderlich. Zwick bietet:

Hochpräzise elektromechanische Prüfmaschinen bis 2500 kN

Pendelschlagwerke bis 750 J nominale Energie

Fallwerke bis zu 120.000 J Energie


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Speziell für die Pipeline Industrie hat Zwick ein Pendelschlagwerk für bis zu 50.000 J entwickelt und gebaut. Hammermasse von ca. 2 Tonnen

Hammerlänge von 2.1 Metern

Automatische Probenpositionierung



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Materialcharakteristiken müssen präzise und vergleichbar ermittelt werden. Automatisierte Systeme bieten hierfür die besten Ergebnisse. Zwick Roell ist der Marktführer in der Automatisierung von Prüfsystemen für die statische Zugprüfung.

‚roboTest R‘ carries specimen

Weltweit über 500 installierte Robotic Systeme

Über 25 Jahre Erfahrung


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Zwick Roell automatisiert Pendelschlagwerke; inklusive Probenhandling im Kühlbad.

‚roboTest R‘ grips specimen out of the bath


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Die ISO 6892-1:2009 Norm beschreibt die Dehngeschwindig-keitsregelung im Standard Zugversuch von Metallen. Diese Methode verbessert die Vergleichbarkeit von Streck- und Dehngrenze.

Zwick Prüfsysteme erfüllen komplett die Norm ISO 6892-1 Methode A(1) – Dehngeschwindigkeitsregelung als “closed loop”

Testing set-up: Allround Z250, hydraulic grips 250 kN, makroXtens HP, ISO type 2 specimen with 20 mm² (l) and 50 mm² (r)


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Globaler Megatrend - Gesundheit

Ges

undh

eit

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Die Menschheit wird zunehmend

Älter & Wohlhabender

Konsequenz aus

Ernährungsverhalten

Strengere Vorgaben für sichere Medizinprodukte


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Gesundheit: Älter & Wohlhabender

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Eine alternde und wachsende Bevölkerung in Verbindung mit zunehmendem Wohlstand, erhöht die Nachfrage nach Medizinischen Produkten. Zwick bietet Mehr-Platz Prüfmaschinen sowie

automatisierte Prüfsysteme um den Durchsatz in Prüflaboren zu erhöhen.

testXpert®II kann mit komplexen IT Infrastrukturen vernetzt werden, um den Austausch von Daten zwischen Produktion und Qualitätssicherung zu erleichtern.


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Gesundheit: Ernährungsverhalten

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Eine Folge der Ernährung mit Fast Food, ist eine starke und weltweite Zunahme von Diabetes – und somit einer höheren Nachfrage nach mehr Medizin sowie sichereren Instrumenten.

Devices for Self Medication

Auto-Injector Testing

Insulin Pen Testing Auto-Injectors

Insulin Pen


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Gesundheit: Sichere Medizinprodukte

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Die zunehmenden Regulierungsanforderungen setzen eine validierte Prüfung von Komponenten und Instrumenten mit sicheren und nachvollziehbaren Daten voraus. testXpert® II ist auch für den Einsatz in der Medizin-

und Pharmaindustrie vorgesehen.

Die Option „Erweiterte Nachvollziehbarkeit“ erfüllt die Anforderungen gemäß FDA 21 CFR Part 11 und EU GMP Annex 11.

Prüfdaten sind vor Manipulation gesichert.

Zwick DQ/IQ/OQ Dienstleistungen um die Validierung zu unterstützten.


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Aktive und Passive

Sicherheit

Kraftstoffverbrauch & Motoren

Effizienz

Globaler Megatrend - Mobilität

Mob

ilitä

t

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Advanced Engineering

Technologien


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Mobilität: Effizienz Composites werden als Leichtbaumaterialien in Fahrzeugen eingesetzt. Zwick bietet Prüfmaschinen und Zubehör für alle relevanten Prüfmethoden.

Bi-axial

?


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Mobilität: Effizienz

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Die Produktion von Compositebauteilen in großen Stückzahlen erfordert neue Fertigungsmethoden als auch effizienteres Prüfen. Example: Hydraulic Composites Compression Fixture (HCCF)

Shear and combined loading test methods

Parallel hydraulic clamping

Perfect alignment throughout the test

Good supervision of alignment

Good accessibility from front side

Optional use of clip-on extensometers

Easy cleaning

High specimen throughput compared to classic shear and combined loading fixtures.

HCCF performs shear loading and combined loading compression tests with significantly improved handling.

A cooperation with


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Mobilität: Effizienz Neue Leichtbaumaterialien erfordern ein intensives Prüfen, bevor diese konventionelle Bauteile oder Materialien ersetzen können.

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40% weight reduction by use of fiber

composites

Sus

pens

ion

sprin

g D

river

co

ntro

ls


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Mobilität: Sicherheit

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Sicherheitsrelevante Bauteile an Fahrzeugen bestehe zunehmend aus komplexen Baugruppen mit neuen Materialien, was eine fortschrittliche Charakterisierung der Materialien erfordert.


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Mobilität: Advanced Technologies

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Neue Generationen an hochfesten Stählen erreichen Zugfestigkeiten von 2000 MPa bei relativ hohen Dehnwerten (~10%). Dies setzt höchste Ansprüche an die Prüftechnologie. Hot forming Small samples

Optical extensometry Smart gripping Zwick solution


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Optische Extensometer bieten mehr Prüfdaten und erfordern weniger Proben.

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Korrektur der Ausgangsmesslänge nach dem Prüfen

Auswertung lokaler Dehnungswerte an unterschiedlichen Stellen der Zugprobe.

26% strain After Test Re-Run: 50% strain

Mobilität: Advanced Technologies


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Mobilität: Advanced Technologies Die Integration eines CT-Scanners in einer Prüfmaschine erlaubt neue Erkenntnisse bei der Bestimmung von Eigenschaften von Composites.

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• Multi axial stress and strain states • Tension, compression and torsion • Failure processes can be visualized

under defined stress • Zwick testing machine is directly

connected to the CT-scanner • Full 360° scans


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Mobilität: Advanced Technologies Fortschrittliche Simulationstechnologie sind die Schlüssel-faktoren um die Vorlaufzeiten bei der Produkteinführung zu reduzieren.

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Neue Simulationsmodelle mit zunehmender Anzahl von Parametern, erfordert mehr und noch präzisere Materialparameter.

Simulation vs. Real testing data


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Mobilität: Advanced Technologies Skalier Effekte und komplexere Produktionsprozesse haben teilweise kleinere Materialproben zur Folge.

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Zwick PrecisionLine with micro-grips and laserXtens compact for micro samples


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Zusammenfasstung

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Customer demands:

Smallest specimens

High Temperature

Composites

Customized solutions

Zwick bietet Prüftechnologie gemäß den aktuellen Markt-anforderungen und Trends am Markt.

Reliable testing worldwide

Automation

Uniform „secure“ software

EMU calculation

Safety for operators

Prüfen mit Verstand

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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