Zugprüfung ensprechend NADCAP-Ausrichtstandards

Die Abkürzung NADCAP bezeichnet das National Aerospace Defense Contractors Accreditation Program, das "weltweit führende Kooperationsprogramm von Großunternehmen, das darauf abzielt, innerhalb der Luftfahrt- und Automobilindustrie kostengünstige gemeinsame Verfahren für spezielle Prozesse und Produkte zu entwickeln und einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu fördern". Im Zusammenhang mit der Prüftechnik ist NADCAP an sich kein Standard; es handelt sich vielmehr um eine Checkliste für ein Audit, das erfolgreich absolviert werden muss, damit ein Zulieferer der Luftfahrtindustrie NADCAP-konform ist. Für die mechanische Prüfung gibt es im Wesentlichen zwei Audit-Checklisten: AC7101 für Metalle und AC7122 für nicht metallische Werkstoffe. Jede dieser Checklisten umfasst Dutzende von Seiten, die wichtigste Anforderung für Prüflabors sind jedoch die Ausrichtung und zulässige Biegung.

Bei Metallen beträgt die maximal zulässige Biegung bei statischen Prüfungen 10% (nicht spröde Werkstoffe,  Bruchdehnung <5%) bzw.="" 8%="" (spröde="" werkstoffe,="" bruchdehnung="">5%). Die maximal zulässige Biegung bei allen dynamischen Prüfungen beträgt 5%. Bei Verbundwerkstoffen beträgt die maximal zulässige Biegung 8%.

Die Biegedehnung in Prozent wird nach ASTM E1012 berechnet und ist definiert als "die größte Differenz der axialen Dehnung unter Last zwischen dem Mittelwert der Dehnung (gemessen mit 3 oder 4 Dehnungsmessstreifen am Umfang) und der Dehnung eines einzelnen Dehnungsmessstreifens aus diesem Satz, multipliziert mit 100. Um sicherzustellen, dass die Biegung auf eine für die tatsächlichen Prüfungen aussagefähige Art und Weise gemessen wird, müssen außerdem die DMS-applizierten Testkörper den tatsächlichen Prüflingen genau entsprechen, und es muss die tatsächliche Kraftmesskette verwendet werden, die auch bei der Zugprüfung eingesetzt wird. Das für die eigentliche Prüfung verwendende Spannzeug darf nicht ausgebaut werden. Aus all diesen Gründen kann die Erfüllung der Anforderungen hinsichtlich der Biegung schwierig sein. Nur ein extrem steifes, genaues und hochwertiges Prüfsystem und Spannzeug kann die Anforderungen der NADCAP mit der erforderlichen Wiederholbarkeit erfüllen.

Zur Kontrolle der Ausrichtung nach NADCAP müssen die folgenden Schritte durchgeführt werden:

• Herstellung einer Ausricht"vorrichtung" (eines DMS-applizierten Prüfkörpers), der die zu prüfende Probe darstellt
• Einbau der Vorrichtung in das tatsächlich für die Zugprüfung zu verwendende Spannzeug
• Einleitung einer Kraft (nach NADCAP-Vorgabe) und Messen der Biegung
• Ausbau der Vorrichtung und Einbau in umgekehrter Position (um 180 Grad um die Längsachse gedreht)
• Einleitung der Prüfkraft und Messen der Biegung
• Ausbau der Vorrichtung und Wiedereinbau in seitenverkehrter Position (um 180 Grad um die Horizontalachse gedreht)
• Einleitung der Prüfkraft und Messen der Biegung
• Anschließend Ausbau der Vorrichtung und Wiedereinbau, diesmal sowohl um die Längsachse als auch um die Horizontalachse um 180 Grad gedreht.
• Keine der dabei gemessenen Biegedehnungen darf die zulässigen Werte überschreiten.

Falls eine der gemessenen Biegedehnungen die Grenzwerte überschreitet, muss die Kraftmesskette neu ausgerichtet und das Verfahren wiederholt werden. Dies kann "manuell" durch Lösen/Klopfen/Anziehen der Kraftmesskette, durch Einbringen von Beilagescheiben, oder durch sonstige "empirische" mechanische Verfahren erfolgen. Alternativ bietet Instron das "AlignPro"-Paket an, das zwischen den Kraftaufnehmer und die Traverse eingebaut wird und das einen Ausgleich des Winkel- und Axialversatzes des Systems unter Last ermöglicht. Dazu werden die Ausgänge der Dehnungsmessstreifen in Echtzeit überwacht und ermöglichen eine präzise Einstellung der Messkette, bis eine minimale Biegung erreicht ist. Die Ausstattung von elektromechanischen oder servohydraulischen Prüfsystemen mit AlignPro ist für alle Prüflabors empfehlenswert, die die strengen NADCAP-Anforderungen erfüllen wollen.