Az elhasználódás nyomon követése

A bruttó nemzeti termék mintegy hét százalékát teszi ki évente az ipari országokban az elhasználódás okozta kár. Itt a következő érvényes: minél korábban észlelik a kritikus állapotot, annál kisebb a hatása - mind a biztonság, mind a gazdasági hatékonyság szempontjából. Pontosan ezt kutatják a Leobeni / stájerországi egyetem általános gépészeti tanszékének tudósai és hallgatói. A gyakran nemzetközi ipari együttműködések megbízásából is végzett kutatások középpontjában a mobilitási és az energiaágazat gépei és azok mechanikai alkatrészei állnak. Az alkatrészek kopásának előzetes felmérése és kiszámítása érdekében a (leendő) mérnökök a tribológiai igénybevételnek kitett alkatrészek - például fogaskerekek, szelepvezérlő rendszerek, forgattyús tengelyek, összekötő rudak, hengersínek vagy dugattyúcsapok - károsodási elemzését végzik el modellméretben. A tanszék másik fókusza az alkatrészek fáradási szilárdságára vonatkozik. Ennek érdekében elsősorban rezgésszilárdsági viselkedésüket vizsgálják kisméretű próbatestek segítségével. "A fáradási szilárdság vizsgálatához például rezgésvizsgáló gépekkel bonyolult vizsgálatokat végzünk" - magyarázza Dr. mont. Michael Pusterhofer, a tanszék vezető kutatója. "Ennek során egy alkatrészt, például egy összekötő rudat vagy egy forgattyútengelyt működésre terveznek, és húzással és nyomással próbára teszik." A cél a műszaki rendszerek optimalizálása, legyen szó terhelhetőségről, kopási viselkedésről, hatékonyságról vagy gyártási költségekről.

A minták vizsgálata a MarSurf VD 140 készülékkel

A tesztsorozat után a mintákat részletesen megvizsgálják. Fontos eszköz a MarSurf VD 140, amely körülbelül egy éve támogatja a laboratóriumi munkát. A 140 mm-es pásztázási távolsággal rendelkező érdesség- és kontúrmérő állomás nagy sebességet és nagy rugalmasságot kínál. Ezt mindenekelőtt a nagy mérési tartomány, a max. 80 kilogrammos munkadarab súly és a nagyon egyszerű rögzítő rendszer bizonyítja, amellyel a munkadarabok biztonságosan, gyorsan és helyesen pozícionálhatók. "Ez utóbbi a mérések nagyfokú ismételhetőségét és pontosságát is támogatja, a gyors CNC-tengelyekkel és a MarWin szoftverrel pedig a folyamat automatizálható is" - magyarázza Michael Parzer, a Mahr Austria GmbH területi értékesítési mérnöke. A MarSurf VD 140-gyel végzett méréseket elsősorban a negyedik szemesztertől kezdődően a hallgatók és a diplomamunkát készítő hallgatók végzik, mondja Pusterhofer. Az intézetben a mérési tartomány 70 milliméter a kontúr és körülbelül fél milliméter az érdesség esetében. Mivel a mérőberendezés automatizálható, egy menetben akár 100 mintát is meg lehet mérni és felhasználni kérdések kidolgozásához - például későbbi szakdolgozatokhoz. A Mahr taktilis Allrounder készülékével 30-40 profil többszöri mérése lehetséges párhuzamosan, "a gép ezt automatikusan végzi, például 0,5 milliméterenként. A szórás a készülékkel rendkívül alacsony" - hangsúlyozza a mérnök. Egy saját fejlesztésű szoftver ezután a mérésekből egy 3D-s felületet hoz létre, amely lehetővé teszi a kopási szint azonosítását.

Tapintható vs. optikai

A mérési eredményeket végül különböző módszerek és modellek segítségével valós alkatrészekre is átültetjük. Mint Pusterhofer beszámol róla, az intézetben optikai 3D mérést is alkalmaznak. "Egy 3D-s eszközzel a fent leírt mérési feladatok is megoldhatók, de ilyen kiterjedt mérések gyakran nem minden kérdésben szükségesek. Egy konfokális mikroszkóppal körülbelül nyolc órára lenne szükség ehhez a feladathoz - a tapintható VD 140 készülékkel viszont csúcsfelbontásnál csak öt perc. Ennél jobb minőségbiztosítás nem is létezne ebben az esetben" - összegez a kutató. Nagyon elégedett a Mahr készülékkel, mert az ideálisan alkalmas a gyors és ismétlődő mérési feladatokra. Időközben más tanszékek munkatársai is nagyra értékelik ezt, és szívesen használják a készüléket, például a réteges kompozitok hőtágulásának ellenőrzésére vagy a különböző öntési paramétereknek a felület morfológiájára gyakorolt hatásának vizsgálatára.

Közvetlen kiszolgálás a közeli elhelyezkedés miatt

A készülék most már körülbelül egy éve üzemel az intézetben, és ezzel bővíti az Általános Gépészeti Tanszék nagy eszközparkját. Mint Pusterhofer beszámol róla, 2021-ben bővült a gépészet, és ő maga is erősen szorgalmazott egy tapintható készüléket. "Csináltunk egy belső pályázati eljárást, amelyet a Mahr nyert meg. A nagyon magas pontosság mellett az ár is meggyőzött minket. És ami szintén előnyös számunkra, az a Mahr telephelyének közelsége, ami lehetővé teszi a közvetlen szervizelést" - magyarázza a mérnök. Michael Parzer mindig elérhető volt, és nagyszerű támogatást nyújtott - mondja. "A VD 140 átkozottul jól működik, és nagyon-nagyon elégedett vagyok a vásárlással, ahogyan a kollégáim is." - Pusterhofer és az intézet egyik technikusa elvégeztek egy kétnapos tanfolyamot a Mahr Austriánál, és azóta átvették a tudás átadását az intézet munkatársainak és diákjainak. Ezzel a nagy teljesítményű 2D technológiával felszerelve a kutatócsoport mostantól teljes mértékben a fő szakterületére koncentrálhat, és különösen a kopás és az anyagfáradás elleni küzdelemre. És végső soron az energia- és mobilitási átmenetet is előremozdítja.