Carrière Press Inkoop
Carrière Press Inkoop
Montion Controllers in compact meetapparaat van Q-tec GmbH

Elastomeren – rubberachtige materialen – worden overal toegepast. Net als bij andere producten gaat de trend hier naar steeds kleinere items. Tot nu toe maakte de testmethode conform DIN 53505 gebruik van een relatief grote, conisch gevormde naald. Het Duitse bedrijf Q-TEC is erin geslaagd om de fysieke procedure geometrisch te verkleinen, zodat nu ook miniatuurmonsters kunnen worden gemeten, net als de nauwkeurige scores voor grotere productcomponenten. Het teststuk wordt tot een factor 10 verkleind. Voor de precieze positionering en krachtaanpassing werkte het team samen met de specialisten FAULHABER voor extreem kleine aandrijvingen. Het resultaat van deze samenwerking is een compact meetapparaat, dat de standaard specificaties kan toepassen in miniatuur.

Hardheid meten

De Shore-methode om hardheid te meten is gebaseerd op puur fysieke procedures. Om het grootst mogelijke hardheidsbereik af te dekken, zijn zowel de naaldgeometrie als de krachtontwikkeling vooraf bepaald voor de meting. Als de naald slechts oppervlakkig doordringt in het harde elastomeer, wordt de penetratiekracht vergroot. Zo kunnen zachte materialen nauwkeurig worden gemeten met een lagere penetratiekracht en een groter meetbereik – net als harde materialen met minder penetratiediepte en tegelijkertijd meer kracht op de punt van de naald. Bij de standaard procedure kan de hardheid worden bepaald vanaf een minimale teststukdikte van 4 tot 6 mm, met een dragend oppervlak van 18 mm in diameter. Voor dit proces worden over het algemeen speciaal geproduceerde testplaatjes gebruikt.

De nieuwe meetprocedure is gebaseerd op de comparatieve belastingskarakteristiek van geometrisch geminiaturiseerde lichamen. De hardheid van de teststukken kan nu worden gemeten met een naald die 10 keer kleiner is: de punt is ongeveer zo dik als de diameter van een menselijke haar. Er kunnen teststukken worden gemeten vanaf een dikte van een halve millimeter. Dit opent allerlei nieuwe mogelijkheden. Bij de productie kunnen bepaalde parameters als injectiesnelheid, vulkanisatietemperatuur of ontlatingsgraad bijvoorbeeld gericht worden gevarieerd. De hardheidstest bevestigt vervolgens welke combinatie van parameters het ideale product oplevert. Het standaard meetbereik van de nieuwe machine loopt van 10 tot 95 Shore A. Omdat de kleine naald niet voorgespannen is, is de methode ook geschikt voor hele zachte materialen. Het meetbereik kan hiervoor worden uitgebreid van -5 tot 100 Shore A.

Montion Controllers in compact meetapparaat van Q-tec GmbH
De compacte nano-Shore-hardheidsmeter voor directe metingen op het product

Precieze meting dankzij miniatuuraandrijving

Om de exacte meetpositie te bereiken voor miniatuur-teststukken in de nano-Shore-hardheidsmeter, gebruiken ontwikkelaars een speciale monsterhouder met een raster voor laserpositionering. Zo wordt het doordringingspunt aan de hand van het raster bepaald, onafhankelijk van de vorm van het teststuk. Het is geen probleem om metingen uit te voeren op verschillende posities, zoals bovenaan een golftop of op de bodem een groef. De meetprocedure is bovendien ook geschikt voor composietmaterialen. De hardheidsmeter levert betrouwbare meetresultaten vanaf een dwarsdoorsnede van 1 mm². Nadat de laser de vooraf bepaalde doelpositie heeft gemarkeerd, stuurt een miniatuur-servomotor de verticale meetbeweging van de naald aan.

De toepassingstechnici van FAULHABER moesten bij de selectie van de motor rekening houden met diverse vereisten: een klein ontwerp dat in het compacte apparaat zou passen, een grotendeels zelf aangedreven bedrijf van de motor om de elektronica van het apparaat te ontlasten, en natuurlijk ook een hoge resolutie voor de positionering. Voor deze bijzondere toepassing bleken DC-servomotoren met geïntegreerde Motion Controller ideaal voor metingen van stukken met een diameter van 35 mm en een lengte van 83 mm. Met 50 mNm uitgangskoppel op de as en een nominaal vermogen tot 90 W kan het mechanische systeem probleemloos worden gepositioneerd. De aangesloten controller staat garant voor de toerentalregeling, nauwkeurige profielen, stappenmotor-modus en positioneringsmodus. Die positioneringsmodus is essentieel voor de metingen. Met een resolutie van 1/3000e omwenteling en de optie om te werken volgens referentiemarkeringen en limietschakelaarposities, voldoet de aandrijving aan de nauwkeurige specificaties van de elektronica van het meetinstrument.

Montion Controllers in compact meetapparaat van Q-tec GmbH
Penetratievoorbeeld op een O-ring

De communicatie met de externe logica verloopt via een RS232-interface. De rekenkracht van de controller verwerkt alle data die relevant is voor de aandrijving intern, zodat de rekenlast op de elektronische meetapparatuur beperkt blijft. In de aandrijving zijn ook direct een overbelastingsbeveiliging en overspanningsbeveiliging ingebouwd, en een foutoutput. De motion controller biedt opslagruimte voor gewenste functies als het uitvoeren van programma's of toerentalprofielen.

Moderne micro-aandrijftechniek heeft even veelzijdige toepassingen als grotere productuitvoeringen. Ingebouwde technologie voor sensorsystemen en aansturing verwerken relevante data intern in de aandrijving zelf. Zo hoeven ontwikkelaars nauwelijks meer werk te investeren in de aandrijftechniek zelf. Vaak zorgt dit voor significant lagere ontwikkelingskosten en een kortere time-to-market.

Producten

Motoren met geïntegreerde elektronica
Geïntegreerde aandrijfelektronica
Compact ontwerp
Zeer robuuste constructie
Gebruiksvriendelijk
Geïntegreerde stroombeperking
Regelparameters kunnen worden afgestemd op de toepassing
Details
Meer informatie

Aanbevolen inhoud

Hier vindt u externe materialen van YouTube bij dit artikel. Klik om ze te bekijken.

Ik ga ermee akkoord om externe inhoud te zien. Ik ben me ervan bewust dat mijn persoonlijke gegevens kunnen worden gedeeld met externe platformen. Raadpleeg voor meer informatie ons privacybeleid.