Rollentrommel-Schälprüfvorrichtung (ASTM D3167)

Modell Nr. WTF-RD (Edelstahl)

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Abb. 1: Standard-Rollentrommel

Der Floating Roller Peel Test oder Roller Drum Peel Test, wie er manchmal genannt wird, wurde erstmals 1973 von der ASTM genormt (Referenz 1). Wie in dieser Norm angegeben, ist er für Abnahme- und Prozesskontrollprüfungen von Bedeutung und kann als Alternative zur Klettertrommel-Schälmethode (Referenz 2) verwendet werden, wenn diese Vorrichtung nicht verfügbar ist. (Die Klettertrommel-Schälprüfvorrichtung ist bei Wyoming Test Fixtures, Inc. als Modell WTF-CD erhältlich und wird auf der Seite Klettertrommel-Schälprüfvorrichtung Seite dieser Website). Der Roller Drum Peel Test ist jedoch ein strengerer Test als der Climbing Drum Peel Test, da der Schälwinkel größer ist.

Das Foto in Abb. 1 zeigt zwei Ansichten des kompletten Spannzeugs. Die Vorrichtung wird über die im Schwenkadapter sichtbare 0,5"-13 UNC-Gewindebohrung an der Traverse einer Zugprüfmaschine befestigt. Die beiden Probenhalterollen mit einem Durchmesser von 1 Zoll, die zur Minimierung der Reibung Bronzebuchsen enthalten, befinden sich unten.

Die Standard-Laminatprobe ist 0,5 Zoll breit und mindestens 10 Zoll lang, einschließlich einer 2 Zoll langen Verlängerung der flexiblen Klebefläche an einem Ende, die an der Basis der Prüfmaschine eingespannt wird. Es können auch andere Probenbreiten verwendet werden, bis zu einer Breite von 1 Zoll. Das Laminat besteht aus einem flexiblen Fügeteil, das mit einem starren Fügeteil verbunden ist. Die erforderliche Dicke der einzelnen Klebeflächen hängt von der Art des verwendeten Materials ab. Wenn keine Dicke angegeben ist, empfiehlt die ASTM-Norm 0,025 Zoll für die flexible Klebefläche und 0,064 Zoll für die starre Klebefläche. Entscheidend ist jedoch, dass sich das starre Fügeteil während der Prüfung nicht übermäßig verbiegt.

In der Regel wird eine breite Platte (die ASTM-Norm schlägt eine Breite von 3 Zoll vor) hergestellt, wie in der nachstehenden Skizze dargestellt, aus der einzelne 0,5 Zoll breite Proben geschnitten werden. Die 1,5 cm lange Verlängerung des flexiblen Adhäsivs wird dann entweder vor oder während des Einsetzens der Probe in die Vorrichtung wie in Abb. 2 gezeigt gebogen. Mindestens 1 Zoll dieser Verlängerung wird dann in einen Standard-Zuggriff eingespannt, der im Sockel der Prüfmaschine montiert ist. Gemessen wird die durchschnittliche Kraft pro Breiteneinheit der Probe, die erforderlich ist, um das flexible Fügeteil von dem starren Fügeteil abzulösen.

Einzelheiten zur Probenvorbereitung, zum Prüfverfahren und zur Datenreduzierung sind in der ASTM D3167 enthalten, der auch die Skizzen in Abb. 2 entnommen sind. Nützliche zusätzliche verfahrenstechnische Informationen und Diskussionen sind auch in Referenz 3 enthalten.

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Abb. 2: Details der Probenherstellung und Installation aus ASTM D3167.

Die ASTM-Standardvorrichtung eignet sich für Proben mit einer Breite von bis zu 1 Zoll, mit einer starren Klebefläche von bis zu 0,3 Zoll und einer flexiblen Klebefläche von bis zu 0,2 Zoll Dicke.

Für die Aufnahme größerer, nicht genormter Proben können bei Bedarf spezielle Vorrichtungen entworfen und angefertigt werden. Ein Beispiel ist in Abb. 3 dargestellt. Die Spezialvorrichtung auf der rechten Seite eignet sich für Proben mit einer Breite von bis zu 1,75 Zoll.

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Abb. 3: Rollentrommel-Schälprüfvorrichtung in Standardgröße (links) und 1,75 Zoll breite Vorrichtung (rechts).

Ein weiteres Beispiel für eine Vorrichtung besonderer Größe ist die links in Abb. 4 gezeigte, während rechts eine Vorrichtung normaler Größe zu sehen ist. Diese spezielle Vorrichtung eignet sich für Proben mit einer Breite von bis zu 4 Zoll. Natürlich können wir auch Sondervorrichtungen in jeder gewünschten Größe anfertigen.

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Abb. 4: Spezielle 4" breite Halterung links und Standardhalterung rechts.

Eine modifizierte Version der Rollentrommel-Schälprüfvorrichtung wurde von Boeing entwickelt, wie im Boeing Specification Support Standard BSS 726 (Referenz 4) dargestellt. Obwohl sie für die Prüfung von Metall-Metall-Verbindungen betitelt ist, wird sie auch für die Prüfung von Klebeverbindungen zwischen Verbundlaminaten verwendet. Die Halterung ist in Abb. 5 dargestellt.

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Abb. 5: Modifizierte Rollentrommel (Floating Roller) Peel Test Fixture (Boeing Standard BSS 7206), eine Abwandlung der ASTM D3167.

Die grundlegende Änderung gegenüber der ASTM-Standardvorrichtung besteht darin, dass zwischen den beiden Hauptrollen mit einem Durchmesser von 1 Zoll eine Zwischenstützrolle mit einem Durchmesser von 3/8 Zoll hinzugefügt wurde. Beachten Sie auch, dass die Vorrichtung eine offene Vorderseite hat, die die Installation der Probe erleichtert. Die Standardprobe ist 1 Zoll breit und 14 Zoll lang, wobei 2 Zoll des Probekörpers an einem Ende unverbunden sind. Das Prüfverfahren ist im Wesentlichen dasselbe wie für die ASTM-Normhalterung.

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Abb. 6: Kundenspezifische RD 90-Grad-Schälprüfvorrichtung (BS EN 1372) links und eine Standardvorrichtung rechts.

Quelle für zusätzliche Informationen:

1) ASTM Standard D3167-03 (2003; Reapproved 2004), "Floating Roller Peel Resistance of Adhesives", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (erstmals 1973 veröffentlicht).

2) ASTM Standard D1781-98 (1998; Reapproved 2004), "Climbing Drum Peel Test for Adhesives", American Society for Testing and Materials, West Conshohoken, Pennsylvania (erstmals 1960 veröffentlicht).

3) T.J. Whitney und D.R. Askins, "Determination of Minimum Adherend Thickness for Climbing Drum and Floating Roller Adhesive Tests", Bericht WL-TR-91-4086, Wright Lab., Wright Patterson AFB, Ohio, Januar 1992.

4) Boeing Specification Support Standard BSS 7206, "Peel, Metal to Metal, Adhesive Bonded", The Boeing Company, Seattle, Washington, Originalausgabe September 1974, überarbeitet April 1986.