Fretting Tester

FFT-M Kompakter Abriebprüfgerät

Der FFT-M-Fretting-Tester ist ein kompaktes, hochpräzises Messgerät, das für die detaillierte Charakterisierung von Fretting-Verschleiß, Reibung, Werkstoffen und Beschichtungen entwickelt wurde.
Dank der Ansteuerung über eine Schwingspule ermöglicht das Gerät eine äußerst präzise Hubsteuerung im Bereich von 5 µm bis 2,8 mm bei Frequenzen von bis zu 300 Hz, ergänzt durch eine vollständig programmierbare Normalkraftregelung für wiederholbare Prüfungen.
Integrierte piezoelektrische Sensoren ermöglichen Reibungsmessungen in Echtzeit mit einer Auflösung im Millinewton-Bereich (mN) und ermöglichen so eine präzise Analyse des tribologischen Verhaltens. Das FFT-M eignet sich ideal für Forschungs- und Entwicklungslabore, die Qualitätskontrolle sowie die Materialforschung und ermöglicht eine zuverlässige Bewertung der Verschleißfestigkeit, der Beschichtungsbeständigkeit, der Oberflächentechnik und der Produktleistung in einem breiten Spektrum industrieller Anwendungen.

HAUPTMERKMALE

Ultrapräzise Mikrobewegungssteuerung auf Basis von Elektromagneten

FFT-M bietet eine unübertroffene Hubgenauigkeit im Mikrometer- und Submikrometerbereich und ermöglicht so die exakte Nachbildung realer Reibungsbedingungen. Die fortschrittliche Ansteuerung der Schwingspule und die hochauflösende Positionssteuerung gewährleisten gleichmäßige, wiederholbare Bewegungen, wodurch Anwender Beschichtungen, Dünnschichten und Materialgrenzflächen unter realen Mikrobewegungsbedingungen präzise untersuchen können.

Hochauflösende Piezo-Sensoren

Ausgestattet mit hochmodernen piezoelektrischen Sensoren erfasst das FFT-M Reibungs- und Kraftdaten in Echtzeit mit außergewöhnlicher Empfindlichkeit. Die hochfrequente Datenerfassung erkennt selbst kleinste Veränderungen im Materialverhalten und ermöglicht so die frühzeitige Erkennung von Verschleißmechanismen, eine verbesserte Prüfgenauigkeit sowie tiefere Einblicke, ohne dass eine aufwendige Nachbearbeitung erforderlich ist.

Echtzeit-Hub- und Kraftsteuerung

Das FFT-M ermöglicht die Einstellung des Prüfhubs von 5 µm bis 2,8 mm. Die Echtzeit-Kraftregelung gleicht den Verschleiß der Probe aus, und ein breiter Kraftbereich (mN bis 500 N) ermöglicht Reibverschleißprüfungen sowohl im Mikro- als auch im Makrobereich.

Stabile Rahmenkonstruktion

Die hohe Rahmensteifigkeit ermöglicht echte Reibverschleißprüfungen und -messungen an der Prüfschnittstelle. Starre Halterungen in Verbindung mit einer auf Biegung basierenden Konstruktion erzeugen während der Prüfung echte Verschleißspuren im Mikrometerbereich.

Integrierte umweltgerechte und zuverlässige Systemkonzeption

Dank der optionalen Umgebungssteuerung für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Atmosphäre ermöglicht das FFT-M anspruchsvolle Tests unter realistischen Bedingungen. Seine auf Biegung basierende Architektur verhindert mechanischen Verschleiß und gewährleistet so langfristige Stabilität, minimalen Wartungsaufwand sowie hochgradig reproduzierbare Ergebnisse – was es zu einer zuverlässigen Lösung für den kontinuierlichen Einsatz im Labor und in der Industrie macht.

Mehr dazu

3D surface topography of fretting wear scar showing tribological damage – Rtec Instruments profilometer

Warum werden Abriebtests durchgeführt?

Fretting tritt auf, wenn zwei aneinanderliegende Oberflächen unter Belastung einer Schwingbewegung mit geringer Amplitude ausgesetzt sind. Dies führt zu wiederholtem Mikroschlupf an der Kontaktfläche. Infolgedessen sammeln sich Verschleißpartikel in der Kontaktzone an. Dies beschleunigt den Verschleiß, erhöht die Reibung und begünstigt Oberflächenschäden wie Oxidation, Rissbildung und Ermüdung. Im Laufe der Zeit kann Reibverschleiß daher die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Bauteilen erheblich beeinträchtigen.

Fretting-Prüfungen sind für die Bewertung der Verschleißfestigkeit und Langlebigkeit von Werkstoffen, Beschichtungen, Schmierstoffen und Oberflächenbehandlungen von entscheidender Bedeutung. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Produktentwicklung in zahlreichen Branchen. Dazu zählen die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, der Maschinenbau, die Elektronik, die Medizintechnik, die Energiewirtschaft und der Feinmechanikbereich – Bereiche, in denen zyklischer Kontakt und Vibrationen häufig auftreten. Durch das Verständnis des Reibverschleißverhaltens können Ingenieure die Materialauswahl weiter optimieren und die Leistungsfähigkeit von Beschichtungen verbessern. Darüber hinaus trägt dies dazu bei, die Lebensdauer von Bauteilen zu verlängern, Wartungskosten zu senken und die allgemeine Produktzuverlässigkeit zu steigern.

Warum die Ansteuerung über eine Schwingspule, ein starrer Rahmen und eine fortschrittliche Steuerung von Bedeutung sind

Die Genauigkeit eines Reibungsprüfgeräts hängt von seiner Fähigkeit ab, kontrollierte Bewegungen im Mikrometerbereich zu reproduzieren und dabei stabile Kontaktbedingungen aufrechtzuerhalten. Herkömmliche mechanische Antriebssysteme können Spiel, Reibung und Positionierfehler verursachen, wodurch die Genauigkeit und Wiederholbarkeit von Fretting-Prüfungen eingeschränkt werden. Im Gegensatz dazu bietet der Voice-Coil-Antrieb eine direkt angetriebene, spielfreie Bewegung und ermöglicht eine präzise Hubsteuerung von Verschiebungen im Bereich von wenigen Mikrometern bis hin zu Millimetern.

Ein hochsteifer, stabiler Rahmen minimiert unerwünschte Durchbiegungen und Schwingungen und gewährleistet, dass die Kontaktbedingungen während des gesamten Versuchs stabil bleiben. Dies führt zu kleineren, repräsentativeren Verschleißspuren und zuverlässigeren Messungen des Reibungs- und Verschleißverhaltens.

Da sich Werkstoffe und Oberflächen während eines Fretting-Tests verändern, ändern sich die Kontaktbedingungen kontinuierlich. Das fortschrittliche Regelungssystem des FFT-M passt Bewegungs- und Kraftparameter automatisch in Echtzeit an, wodurch gleichbleibende Testbedingungen gewährleistet und die Wiederholbarkeit verbessert werden. Die Kombination aus Voice-Coil-Ansteuerung, einer stabilen mechanischen Konstruktion und intelligenter Steuerung sorgt für außergewöhnliche Präzision, Wiederholbarkeit und Datenqualität, wodurch sich der FFT-M-Fretting-Tester als ideale Lösung für die Tribologieforschung, die Materialcharakterisierung, die Bewertung von Beschichtungen und die industrielle Qualitätskontrolle erweist.

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HFRR tribometer for electrification research, evaluating lubricants and materials for electric vehicle and e-mobility applications

Prüfung von elektrischen Steckverbindern auf Reibverschleiß

Elektrische Steckverbinder sind in hohem Maße anfällig für Reibungskorrosion, bei der Schwingungen mit geringer Amplitude und wiederholte Mikrobewegungen die Kontaktflächen allmählich beschädigen, den elektrischen Kontaktwiderstand erhöhen und die langfristige Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Der FFT-M-Reibkorrosionstester ermöglicht eine präzise Bewertung der Steckverbinderleistung durch die kontinuierliche Messung von Änderungen des elektrischen Widerstands mit einer Auflösung im Mikroohm-Bereich (µΩ) während des gesamten Reibkorrosionstests.

Der FFT-M bildet sowohl beabsichtigte Steck- und Trennzyklen als auch unbeabsichtigte Vibrationen, denen Steckverbinder in realen Anwendungsbereichen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Bahntechnik, der Elektronik, der Telekommunikation und in Industrieanlagen ausgesetzt sind, präzise nach. Ingenieure können untersuchen, wie sich Umgebungs- und elektrische Bedingungen – darunter Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Stromstärke und Spannung– im Laufe der Zeit auf die Kontaktstabilität, den Verschleiß und die Reibungskorrosion auswirken.

Spezielle Halterungen ermöglichen die direkte Montage von handelsüblichen Steckverbindern, wodurch eine Probenvorbereitung oder -modifikation entfällt und sichergestellt wird, dass die Testergebnisse die tatsächlichen Betriebsbedingungen genau widerspiegeln. Durch die Kombination aus präziser Bewegungssteuerung, programmierbarer Belastung und Echtzeit-Widerstandsüberwachung liefert der FFT-M-Fretting-Tester zuverlässige Daten für Haltbarkeitstests an elektrischen Steckverbindern, die Analyse des Kontaktwiderstands, die Forschung im Bereich der Reibkorrosion, die Materialcharakterisierung, die Produktentwicklung und die Qualitätssicherung.

Normaler Lastbereich:bis zu 20 N, 200 N, 500 N (konfigurierbar)
Auslenkungsamplitude:5 µm bis 2,8 mm
Frequenzbereich:Bis zu ca. 300 Hz
Art des Antrags:Schnelle lineare Hin- und Herbewegung (Reibung)
Auflösung der Reibungskraft:Hochauflösender Piezo-Sensor, bis in den mN-Bereich (konfigurierbar)
Schlagkontrolle:Regelung von Piezo-Aktuatoren im geschlossenen Regelkreis
Testmodi:Konstante Last, konstanter Hub, programmierbare Zyklen
Umweltbezogene Optionen:Umgebungsbedingungen (optionale Temperatur – bis zu 180/250/500/800 °C); Luftfeuchtigkeit
Datenerfassung:Echtzeit-Erfassung von Reibung, Verschiebung und Zyklen

Häufig gestellte Fragen

Das FFT-M wurde für präzise Prüfungen hinsichtlich Reibverschleiß, Reibkorrosion und Reibung im Bereich von Mikrobewegungen entwickelt. Es eignet sich ideal zur Untersuchung von Beschichtungen, Dünnschichten, Schmierstoffen und Materialgrenzflächen – einschließlich der Oberflächenbeschädigungen, die die Reibungsermüdung auslösen – und unterstützt Forscher und Ingenieure dabei, die Verschleißmechanismen bei Mikrobewegungen zu verstehen und die Haltbarkeit von Produkten zu verbessern.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen nutzt FFT-M eine fortschrittliche Schwingspulenantriebstechnik und ein auf Biegung basierendes Design, um hochpräzise Bewegungen ohne mechanisches Spiel zu erzielen. In Kombination mit Echtzeit-Erfassung und programmierbarer Steuerung bietet das System eine deutlich höhere Genauigkeit, Wiederholgenauigkeit und Datenqualität.
FFT-M ermöglicht eine Hubsteuerung von weniger als 5 µm bis in den Millimeterbereich hinein und zeichnet sich dabei durch eine extrem hohe Auflösung und Stabilität aus. Dies ermöglicht die präzise Simulation realer Mikrobewegungen, wie sie in kritischen Anwendungsbereichen wie der Beschichtungstechnik, der Elektronik und bei Präzisionsbauteilen vorkommen.
Ja. Das System ist mit Hochfrequenz-Piezo-Sensoren ausgestattet, die Reibung und Kraft in Echtzeit messen. Dies ermöglicht die sofortige Erkennung von Verschleißübergängen, Reibungszuständen und subtilen Materialveränderungen während der Prüfung.
Auf jeden Fall. FFT-M unterstützt eine breite Palette von Werkstoffen, darunter Metalle, Polymere, Beschichtungen, Verbundwerkstoffe und Schmierstoffe. Dank seiner flexiblen Konfiguration eignet es sich für Prüfungen in verschiedenen Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik sowie der Biomedizin.
FFT-M nutzt eine vollständig programmierbare Kraftregelung anstelle von Gegengewichten. Dies ermöglicht präzise, stabile Belastungsbedingungen und eine dynamische Anpassung während der Prüfung, wodurch auch bei fortschreitendem Verschleiß der Probe konsistente Ergebnisse gewährleistet werden.
Ja. FFT-M kann durch kontrollierte Bewegungen, Belastungen und optionale Umgebungsparameter wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit realistische Betriebsbedingungen simulieren und unterstützt Anwender so dabei, reale Leistungsszenarien nachzubilden.
Das System liefert Echtzeitdaten, darunter Reibungswerte, Verschiebungen und Reibungskurven. Die integrierte Software ermöglicht die Visualisierung, automatisierte Analyse und den Vergleich der Ergebnisse und unterstützt die Anwender dabei, die Leistungsdaten schnell zu interpretieren und fundierte Entscheidungen zu treffen.
FFT-M verfügt über eine intuitive, rezeptbasierte Software, die es Anwendern ermöglicht, Tests mit minimalem Einrichtungsaufwand durchzuführen. Automatisierte Testroutinen und integrierte Analysewerkzeuge vereinfachen die Bedienung sowohl für erfahrene Forscher als auch für neue Anwender.
Die auf Biegung basierende Konstruktion verhindert mechanischen Verschleiß an den Lagern und gewährleistet so langfristige Stabilität sowie minimalen Wartungsaufwand. Dies führt zu hochgradig wiederholbaren Messungen und einer zuverlässigen Leistung in Umgebungen mit Dauerbetrieb.
FFT-M findet breite Anwendung in den Bereichen Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Elektronik, Beschichtungstechnik, Energiewirtschaft und Biomedizin – überall dort, wo Reibverschleiß und Materialzuverlässigkeit für die Produktleistung von entscheidender Bedeutung sind.
Ein Reibungsprüfgerät simuliert Schwingungen mit mikroskopischer Amplitude unter kontrollierten Belastungs-, Frequenz- und Umgebungsbedingungen, um Reibverschleiß und Reibung zu messen. Das FFT-M nutzt eine Schwingspulenantriebstechnik, um Hübe ab 5 µm bei bis zu 300 Hz zu steuern.
Unter „Fretting“ versteht man eine Schwingungsbewegung mit geringer Amplitude zwischen sich berührenden Oberflächen, deren Hub in der Regel im Mikrometerbereich liegt. Dabei werden Verschleißpartikel in der Kontaktzone eingeschlossen, was den Verschleiß und Ermüdungsschäden an Schraubverbindungen, Lagern, Implantaten und elektrischen Kontakten erheblich beschleunigt.

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