MFT-5000 The Most Versatile Multi-Function Tribometer

Das Multifunktions-Tribometer MFT-5000 ist für fortschrittliche tribologische Tests und Materialanalysen konzipiert.

Patentiertes integriertes Inline-3D-Profilometer

Das integrierte 3D-Profilometer liefert 3D-Oberflächenveränderungsdiagramme mit einer Auflösung im nm-Bereich. Auf diese Weise korreliert das Profilometer die tribologischen Daten problemlos mit der Oberflächentopographie. Diese Technologie ist speziell für Tribologie-Tests optimiert.

Das Lambda-Kopf-Modell kombiniert vier optische Techniken in einem Kopf. Zu diesen Techniken gehören Interferometer, konfokale, Dunkelfeld- und Hellfeldaufnahmen. So kann es jede Oberfläche messen – transparente, raue, glatte und steil abfallende Oberflächen.

Darüber hinaus ermöglicht der XY-Tisch das automatische Zusammenfügen von Volumenverschleiß und Rauheitsberechnungen.

Für die Integration stehen zwei weit verbreitete Optionen für den optischen Kopf zur Verfügung:

• Sigma-Kopf – Weißlicht-Interferometrie
• Lambda Head – Weißlicht-Interferometrie + Konfokale Mikroskopie + Dunkelfeld + Hellfeld-Bildgebung

Das MFT-5000 ist ein universelles Tribometer für Labore, die eine Vielzahl von Reibungs-, Verschleiß- und mechanischen Tests auf einer Plattform durchführen müssen. Es wird in universitären Forschungslabors, Forschungs- und Entwicklungszentren von Unternehmen, staatlichen Testeinrichtungen und in der Qualitätskontrolle in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Schmierstoffe, Hartbeschichtungen, Biomaterialien, Halbleiter und mehr eingesetzt.

Was das MFT-5000 von herkömmlichen Tribometern unterscheidet, ist seine Funktion als Tribometer mit mehreren integrierten Techniken und dem breitesten Lastbereichsprofil auf dem Markt. Die meisten Tribometer messen die Reibung und die Verschleißrate und erfordern dann, dass der Benutzer die Probe in ein separates Profilometer zur Darstellung der Oberfläche bringt. Beim MFT-5000 ist das Profilometer Teil des Geräts. Der XY-Tisch bewegt die Probe automatisch unter den optischen Kopf. Sie erhalten 3D-Verschleißmarkierungsdaten – Volumen, Rauheit, Rissbildung, Ablagerungen -, die direkt mit den Reibungs- und Belastungsdaten desselben Laufs korreliert sind.

Das modulare Tribometersystem verwendet schnell austauschbare untere Antriebe. Wechseln Sie von Stift-auf-Scheibe zu Block-auf-Ring zu Fretting in Minuten, nicht Stunden. Da alle Antriebe denselben oberen Rahmen, dieselben Kraftmessdosen und Umgebungskammern verwenden, ist Ihre Kalibrierung übertragbar. Das MFT-5000 unterstützt ASTM G99 Pin-on-Disk-Verschleiß, ASTM G133 linearen reziproken Verschleiß, ASTM G181 Kolbenring/Zylinderlaufbuchse, ASTM G119 Tribokorrosion, ASTM D4172 Schmiermittelverschleißschutz, ASTM D2266 Fettverschleiß und viele andere.

Formulierer von Schmierstoffen verwenden das MFT-5000, um HFRR-, SRV-, Vierkugel-EP- und Verschleißtests, Block-auf-Ring-Tests und Tests mit der Mini-Traktionsmaschine (MTM) auf demselben Gerät durchzuführen. Beschichtungsforscher charakterisieren die Kratzerhaftung, Härte und Verschleißfestigkeit von harten Beschichtungen und thermischen Spritzschichten. Biomedizinische Ingenieure testen die Reibung von Kathetern, den Verschleiß von orthopädischen Implantaten und die Biotribologie. EV- und Automobilingenieure nutzen den integrierten elektrochemischen Impedanzkanal, um den Übergang von Schmierzuständen an der tribologischen Schnittstelle zu überwachen.

Patentiertes optisches 3D-Inline-Profilometer

Der Lambda-Kopf integriert vier optische Techniken in einem Sensor: Weißlicht-Interferometrie, konfokale Mikroskopie, Dunkelfeld-Bildgebung und Hellfeld-Bildgebung. Er misst transparente Filme, raue metallische Oberflächen und steil abfallende Merkmale, ohne dass die Objektive gewechselt oder der Aufbau neu konfiguriert werden muss. Die vertikale Auflösung erreicht den Sub-Nanometer-Bereich. Die Sigma-Kopfoption bietet Weißlicht-Interferometrie für Labore mit einfacheren Anforderungen an die Oberflächenmessung.

Die Abbildung der Abnutzungsspuren erfolgt automatisch. Nach einer bestimmten Anzahl von Zyklen bewegt der XY-Tisch die Probe unter das Profilometer, erfasst eine 3D-Topographiekarte und bringt sie dann in die Testposition zurück. Das Ergebnis ist eine zeitaufgelöste Aufzeichnung des Verschleißvolumens, der Rauheitsänderung, der Rissbildung und der Ablagerungen – synchronisiert mit der Reibungsspur. Das macht dieses Tribometer zu einem echten Reibungs- und Verschleißprüfgerät mit Profilometer.

Umweltkammern

Das tribologische Verhalten hängt stark von der Temperatur, der Feuchtigkeit und der Atmosphäre ab. Das MFT-5000 bietet einen geschlossenen Regelkreis für all diese Variablen. Die Hochtemperaturkammer heizt auf 1200 °C auf, um harte Beschichtungen, Keramik und Hochtemperaturschmierstoffe zu testen. Die Kryokammer kühlt auf -120 °C für die Luft- und Raumfahrt, die Tribologie und die Untersuchung von Tieftemperatur-Schmierstoffen. Die Luftfeuchtigkeit wird von 5 bis 95 % RH kontrolliert. Eine Vakuumkammer erreicht 10-⁷ Torr für Weltraumsimulationen und Halbleiterprozesstests.

Hochdruck-Gaskammern unterstützen Tests bis zu 200 psi. Salzsprüh- und Inertgaskammern decken korrosions- und oxidationsempfindliche Anwendungen ab. Alle Kammern verfügen über die gleiche offene Plattform, Kraftmessdosen und Profilometer.

Modulares Antriebssystem

Das MFT-5000 verwendet austauschbare Untertischantriebe. Jeder Antrieb wird auf dem Präzisions-XY-Tisch der Plattform montiert und mit dem oberen Lastrahmen verbunden, ohne dass eine separate Kalibrierung erforderlich ist. Der Rotationsantrieb deckt 0,001 bis 10.000 RPM ab und unterstützt Stift-auf-Scheibe- und Kugel-auf-Scheibe-Tests gemäß ASTM G99. Der lineare Hubantrieb erreicht 80 Hz für lineare Verschleißtests nach ASTM G133 und HFRR-Simulationen. Der Fretting-Schwingspulenantrieb erzeugt kontrollierte Schwingungen mit kleinen Amplituden von 10 µm bis 2,8 mm bei bis zu 300 Hz – entscheidend für Fretting-Ermüdungs- und Verschleißstudien an elektrischen Steckern.

Der Zugkraftantrieb (0-200 N, ±6 m/s) ermöglicht Tests mit der Mini-Traktionsmaschine (MTM) für EHD-Filmdicke und Zugkraftkoeffizient. Der Block-auf-Ring-Antrieb führt Timken-, OK-Last- und ASTM G77-Tests durch. Ein Antrieb mit oberer Drehung ist für Vierkugel-EP und Verschleiß (ASTM D2266, D2596) sowie für das Anbohrdrehmoment zuständig.

Wägezellen-Technologie

Das MFT-5000 verwendet patentierte, austauschbare Wägezellen, die einen Bereich von nN bis 10.000 N abdecken – ein Bereich, der breiter ist als der der meisten konkurrierenden Tribometer, die in der Regel unter 2 kN enden. Drei Sensortechnologien decken unterschiedliche Anforderungen ab. Kapazitive Kraftmesszellen liefern die höchste Auflösung für die Kontaktmechanik im Nano- und Mikrobereich. Piezoelektrische Kraftmessdosen kombinieren hohe Auflösung mit schnellem Frequenzgang für dynamische Reibungs- und Stoßtests. Dehnungsmessstreifen-Kraftmesszellen decken den größten Lastbereich für industrielle Verschleißtests im Makrobereich ab.

Die Sensoren sind in 1-Achsen-, 2-Achsen- und 6-Achsen-Konfigurationen erhältlich. Ein dynamischer Drehmomentsensor misst das Inline-Drehmoment bei Rotationstests ohne externe Vorrichtungen.

EV Tribologie und elektrochemische Impedanz

Antriebsstränge von Elektrofahrzeugen benötigen Schmierstoffe, die unter Last und bei hoher Geschwindigkeit leiten – oder isolieren -. Das MFT-5000 misst die elektrochemische Impedanz in Abhängigkeit von der Gleitgeschwindigkeit und der Art der Schmierung. Wenn der Kontakt von ohmschem zu kapazitivem Verhalten übergeht, zeigt die Impedanzkurve die Schichtdicke und die Grenze des Zustands an. Formulierer nutzen dies zur Optimierung von EV-Getriebeflüssigkeiten, E-Achsen-Schmierstoffen und Motorenfetten.

Was ist ein Multi-Funktions-Tribometer?

Ein Multifunktionstribometer ist ein Instrument, das Reibung, Verschleiß und mechanische Eigenschaften unter kontrollierter Belastung, Geschwindigkeit und Umgebungsbedingungen misst. Im Gegensatz zu Single-Mode-Tribometern, die nur eine Testgeometrie ausführen, akzeptiert ein Multifunktionstribometer austauschbare Antriebe – Rotation, Hin- und Herbewegung, Reibung, Traktion, Block-auf-Ring, Nano-Indenter, Mikro-Indenter, Kratzhaftungstester – so dass eine Plattform eine breite Palette von ASTM-Standards und Anwendungsbedingungen abdeckt. Das MFT-5000 erweitert dieses Konzept, indem es ein optisches 3D-Profilometer direkt in das Gerät integriert, so dass die Oberflächentopografie inline gemessen werden kann, ohne dass die Probe entfernt werden muss.

Was misst das MFT-5000?

Das MFT-5000 misst Reibungskoeffizient, Verschleißvolumen, Verschleißtiefe, Verschleißrate, Härte, Kratzerhaftung, Oberflächenrauheit und 3D-Oberflächentopographie. Mit dem elektrochemischen Impedanzmodul misst es auch den elektrischen Kontaktwiderstand und die Impedanz an der tribologischen Schnittstelle – relevant für EV-Schmierstofftests. Alle Messungen werden gleichzeitig mit bis zu 200 kHz aufgezeichnet.

Wer benutzt das MFT-5000?

Das MFT-5000 wird von Tribologen, Materialwissenschaftlern, Schmierstoffchemikern, Beschichtungsingenieuren und Maschinenbauingenieuren verwendet, die ein Reibungs- und Verschleißprüfgerät benötigen, das mehrere ASTM-Methoden in einem einzigen Gerät ausführen kann. Zu den typischen Anwendern gehören Tribologie-Forschungsgruppen an Universitäten, Mineralöl- und Schmierstoffunternehmen, Materiallabore in der Luft- und Raumfahrt, OEM- und Tier 1-Zulieferer in der Automobilindustrie, Hersteller von Hartbeschichtungen und thermischen Spritzverfahren, Entwickler von biomedizinischen Geräten und Prozessingenieure in der Halbleiterindustrie. Jedes Labor, das seine Tribologie-Testausrüstung konsolidieren muss, profitiert von dem modularen Tribometersystem.