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", die Bronzebuchsen zur Minimierung der Reibung enthalten, befinden sich unten.

Der Standard-Laminatprüfkörper ist 0,5" breit und mindestens 10" lang, einschließlich einer 2" langen Verlängerung des flexiblen Fügeteils an einem Ende, das an der Basis der Prüfmaschine eingespannt wird. Es können auch andere Probenbreiten verwendet werden, bis zu der 1" breiten Kapazität der Vorrichtung. Das Laminat besteht aus einem flexiblen Fügeteil, das mit einem starren Fügeteil verbunden ist. Die erforderliche Dicke der einzelnen Fügeteile hängt von der Art des verwendeten Materials ab. Wenn keine Dicken angegeben sind, empfiehlt die ASTM-Norm 0,025" für das flexible Fügeteil und 0,064" für das starre Fügeteil. Die entscheidende Anforderung ist jedoch, dass sich das starre Fügeteil während des Tests nicht übermäßig verbiegt.

Normalerweise wird eine breite Platte (die ASTM-Norm schlägt eine Breite von 3" vor) hergestellt, wie in der Skizze unten gezeigt, aus der einzelne 0,5" breite Proben geschnitten werden. Die 2"-Verlängerung des flexiblen Adhäsivs wird dann entweder vor oder während des Einsetzens der Probe in die Vorrichtung gebogen, wie in Abb. 2 gezeigt. Mindestens 1" 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 vom starren Fügeteil abzuziehen.

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", mit einem starren Fügeteil bis zu einer Dicke von 0,3" und einem flexiblen Fügeteil bis zu einer Dicke von 0,2".

Für die Aufnahme größerer, nicht genormter Proben können bei Bedarf spezielle Vorrichtungen entworfen und gefertigt werden. Ein Beispiel ist in Abb. 3 dargestellt. Die Spezialhalterung auf der rechten Seite kann Proben mit einer Breite von bis zu 1,75" aufnehmen.

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

Ein weiteres Beispiel für eine Vorrichtung mit Sondergröße ist die links in Abb. 4 gezeigte Vorrichtung, während rechts eine Vorrichtung mit Standardgröße zu sehen ist. Diese spezielle Vorrichtung kann Proben bis zu einer Breite von 4" aufnehmen. Selbstverständlich können wir 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" eine Zwischenstützrolle mit einem Durchmesser von 3/8" hinzugefügt wurde. Beachten Sie auch, dass die Vorrichtung eine offene Vorderseite hat, die die Installation der Probe erleichtert. Die Standardprobe ist 1" breit und 14" lang, wobei 2" der Probe an einem Ende unverbunden sind. Das Prüfverfahren ist im Wesentlichen dasselbe wie für die ASTM-Standardvorrichtung.

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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 D 3167-03 (2003; Reapproved 2004), "Floating Roller Peel Resistance of Adhesives", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (Erstausgabe 1973).

2) ASTM Standard D 1781-98 (1998; Reapproved 2004), "Climbing Drum Peel Test for Adhesives", American Society for Testing and Materials, West Conshohoken, Pennsylvania (Erstausgabe 1960).

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.