Zugversuch an Kunststoffen nach DIN EN ISO 527

Der Zugversuch nach DIN EN ISO 527 dient zur Bestimmung der mechanischen Zugeigenschaften von Kunststoffen und Kunststoffverbundwerkstoffen unter definierten Prüfbedingungen. Dabei werden unter anderem Zugfestigkeit, Zugmodul, Streckspannung, Bruchspannung und Bruchdehnung bestimmt. Die dabei entstehende Spannungs Dehnungs Kurve gibt Aufschluss darüber, wie sich ein Kunststoff unter Zugbelastung verformt und wann es zum Versagen des Werkstoffs kommt.

Die Universalprüfmaschine inspekt duo 10 kN von Hegewald & Peschke eignet sich für die Durchführung solcher Prüfungen und kann mit unterschiedlichen Spannzeugen und Dehnungsmesssystemen an die jeweilige Prüfaufgabe angepasst werden.

Was wird beim Zugversuch nach ISO 527 untersucht?

Bei einem Kunststoffzugversuch wird ein definierter Probekörper axial belastet. Während der Prüfung werden Kraft und Längenänderung kontinuierlich erfasst. Aus diesen Messwerten lassen sich verschiedene mechanische Kennwerte des Werkstoffs bestimmen.

Zu den wichtigsten Kennwerten gehören:

• Zugfestigkeit: maximale mechanische Zugspannung, die ein Werkstoff aushält
• Elastizitätsmodul (E-Modul): Materialkennwert der bei linear-elastischem Verhalten den proportionalen Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung beschreibt, der bei der Verformung eines festen Körpers auftritt.
• Streckspannung: erstes lokales Spannungsmaximum im Spannungs-Dehnungs-Diagramm - Zunahme der Dehnung ohne Steigerung der Spannung
• Bruchspannung: Zugspannung, die bei Bruch des Probekörpers auftritt
• Bruchdehnung: prozentuale bleibende Verlängerung der Zugprobe (bezogen auf die Anfangsmesslänge) nach dem Probenbruch
• Poissonzahl (Querkontraktionszahl): Materialkennwert, der das Verhältnis der relativen Änderung der Dicke zur relativen Änderung der Länge im einachsigen Zugversuch beschreibt.

Je nach Prüfaufgabe können weitere Kennwerte aus dem Spannungs Dehnungs Diagramm bestimmt werden, beispielsweise die Poissonzahl.

ISO 527-1 und ISO 527-2

Die Normenreihe ISO 527 beschreibt die Bestimmung der Zugeigenschaften von Kunststoffen.

ISO 527-1 legt die allgemeinen Grundsätze der Prüfung fest. Dazu gehören unter anderem die allgemeinen Anforderungen an die Durchführung und die Bestimmung der Zugeigenschaften.

Für unterschiedliche Werkstoffgruppen werden die Prüfbedingungen in weiteren Teilen der Norm festgelegt:

ISO 527-2: Form und Extrusionsmassen
ISO 527-3: dünne Folien und Tafeln mit einer Dicke < 1 mm
ISO 527-4: Isotrop und anisotrop faserverstärkte Kunststoffverbundwerkstoffe
ISO 527-5: Unidirektional faserverstärkte Kunststoffverbundwerkstoffe

Die aktuelle Ausgabe der ISO 527-2 ist 2025 erschienen und ersetzt die vorherige Ausgabe von 2012. Sie behandelt die Prüfbedingungen für Form und Extrusionskunststoffe und verweist bei den Probekörpern unter anderem auf ISO 20753.

Wie läuft ein Kunststoffzugversuch ab?

Für den Zugversuch wird ein geeigneter Probekörper in die Spannzeuge der Universalprüfmaschine eingespannt. Dabei ist eine möglichst axiale und reproduzierbare Einspannung wichtig, damit Querkräfte oder eine fehlerhafte Ausrichtung das Prüfergebnis nicht beeinflussen.

Anschließend wird der Probekörper mit der für die jeweilige Prüfung festgelegten Geschwindigkeit belastet. Die Prüfmaschine erfasst dabei die aufgebrachte Kraft und die Längenänderung des Probekörpers.

Aus den Messdaten wird das Spannungs-Dehnungs-Diagramm erzeugt. Anhand dieses Diagramms lassen sich die für die jeweilige Prüfung relevanten Kennwerte bestimmen.

Bei Kunststoffen mit großen Dehnungen ist eine geeignete Dehnungsmessung besonders wichtig. Für die Bestimmung des Zugmoduls werden hingegen sehr kleine Längenänderungen erfasst, weshalb hierfür eine entsprechend präzise Messung erforderlich ist. ISO 527-1 enthält dafür besondere Anforderungen.

Prüfmaschine für Kunststoffzugversuche

Die inspekt duo 10 kN wurde für vielseitige Zug- und Druckprüfungen ausgelegt und lässt sich für Kunststoffzugversuche mit verschiedenen Komponenten ausstatten.

Pneumatische Spannzeuge

Für Kunststoffproben können pneumatische Spannzeuge eingesetzt werden. Der Spanndruck lässt sich kontrollieren und regulieren. Dadurch können reproduzierbare Prüfbedingungen geschaffen werden und die Prüfbarkeit dünner und  kraftempfindlicher Probekörper ist gegeben.

Krafthaltemodus

Beim Einspannen können insbesondere bei empfindlichen Kunststoffproben unerwünschte Druckspannungen entstehen. Die inspekt duo verfügt deshalb über einen Krafthaltemodus, mit dem diese Einflüsse reduziert werden können.

Das ist beispielsweise für empfindliche Folien oder faserverstärkte Kunststoffe interessant.

Probentiefanschläge

Mit Probentiefanschlägen lässt sich die Positionierung der Probe in den Spannzeugen reproduzierbar gestalten. Dadurch wird eine möglichst axiale Einspannung unterstützt und der Einfluss von Querkräften auf das Prüfergebnis reduziert.

Dehnungsmessung mit dem MFE910-1

Für Kunststoffzugversuche kann die inspekt duo mit dem Langwegdehnungsmessgerät MFE910-1 kombiniert werden.

Der induktive Feinmessbereich ermöglicht die Bestimmung elastischer Kennwerte wie des Zugmoduls gemäß Verfahren B nach DIN EN ISO 527 1. Durch den großen Messweg können außerdem weitere Messwerte wie Ersatzstreckgrenze, Dehngrenze und die Bruchdehnung für Kunststoffe/Elastomere mit hoher Dehnung bestimmt werden.

Probekörper für Kunststoffzugversuche

Für Prüfungen nach ISO 527 werden definierte Probekörper verwendet. Abhängig vom Werkstoff, Herstellungsverfahren und Prüfverfahren kommen unterschiedliche Probekörperformen zum Einsatz.

Hegewald & Peschke bietet für die Herstellung geeigneter Kunststoffprobekörper verschiedene Probenstanzen, Schneidpressen und Schneidwerkzeuge an.

Damit kann der Prüfprozess von der Probenherstellung bis zur mechanischen Prüfung abgestimmt werden.

Prüfsoftware LabMaster

Die Universalprüfmaschine kann direkt über die Handbedienung an der Prüfmaschine oder über die Prüfsoftware LabMaster bedient werden.

In LabMaster lassen sich Prüfparameter für unterschiedliche Probenformen und Werkstoffe hinterlegen. Der Prüfablauf kann damit definiert, durchgeführt und ausgewertet werden. Die ermittelten Kraft und Dehnungsmesswerte stehen anschließend für die Auswertung der relevanten Kennwerte und des Spannungs Dehnungs Diagramms zur Verfügung.

Kunststoffzugversuche reproduzierbar durchführen

Für aussagekräftige und vergleichbare Prüfergebnisse kommt es nicht allein auf die Kraftmessung der Prüfmaschine an. Auch die Probengeometrie, Einspannung, Dehnungsmessung, Prüfparameter und Auswertung müssen aufeinander abgestimmt sein.

Die inspekt duo kann deshalb je nach Prüfaufgabe mit unterschiedlichen Spannzeugen, Dehnungsmesssystemen und weiteren Komponenten ausgestattet werden.

So entsteht ein Prüfsystem, das an unterschiedliche Kunststoffe, Probenformen und Prüfanforderungen angepasst werden kann.

Häufige Fragen zum Kunststoffzugversuch nach ISO 527

Was wird beim Zugversuch nach ISO 527 bestimmt?

Mit dem Zugversuch können unter anderem Zugfestigkeit, Zugmodul, Streckspannung, Bruchspannung und Bruchdehnung von Kunststoffen bestimmt werden.

Was ist der Unterschied zwischen ISO 527-1 und ISO 527-2?

ISO 527 1 beschreibt die allgemeinen Grundsätze für die Bestimmung der Zugeigenschaften. ISO 527 2 legt die spezifischen Prüfbedingungen für Form und Extrusionskunststoffe fest.

Welche Prüfmaschine eignet sich für Kunststoffzugversuche?

Für Kunststoffzugversuche werden Universalprüfmaschinen eingesetzt, die eine geeignete Kraftmessung, passende Spannzeuge und eine auf die Prüfaufgabe abgestimmte Dehnungsmessung ermöglichen.

Welche Dehnungsmessung wird für Kunststoffzugversuche benötigt?

Das hängt vom Prüfverfahren und vom Werkstoff ab. Für die Bestimmung des Zugmoduls sind besonders präzise Messungen kleiner Längenänderungen erforderlich. Bei Werkstoffen mit großen Dehnungen wird dagegen ein entsprechend großer Messweg benötigt. Die inspekt duo kann hierfür beispielsweise mit dem Langwegdehnungsmessgerät MFE910-1 ausgestattet werden.

Ihr Prüfsystem für Kunststoffzugversuche

Universalprüfmaschine: inspekt duo 10 kN
Spannzeuge: pneumatische Spannzeuge
Dehnungsmessung: MFE910-1
Prüfsoftware: LabMaster
Prüfnormen: DIN EN ISO 527

Die Kombination aus Prüfmaschine, Spanntechnik, Dehnungsmessung, Software und Prüfverfahren ermöglicht eine reproduzierbare Prüfung unterschiedlichster Kunststoffproben.

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