Festigkeit - Versionsgeschichte

Maximilian Wimmer: /* Vermutungen in Bezug auf Einflüsse */

2025-07-08T06:47:12Z

Vermutungen in Bezug auf Einflüsse

← Nächstältere Version		Version vom 8. Juli 2025, 08:47 Uhr
Zeile 49:		Zeile 49:
	'''Temperatur''': Je höher die Temperatur steigt, desto stärker nehmen Steifigkeit und Layerhaftung ab. Speziell im Bereich der VICAT-grenze (160°C) ist mit einem deutlichen Verlust an Festigkeit und Formstabilität zu rechnen.		'''Temperatur''': Je höher die Temperatur steigt, desto stärker nehmen Steifigkeit und Layerhaftung ab. Speziell im Bereich der VICAT-grenze (160°C) ist mit einem deutlichen Verlust an Festigkeit und Formstabilität zu rechnen.

	'''Chemikalien''': Der Werkstoff ist laut Datenblatt insbesondere gegenüber starken Oxidationsmitteln wie Chlor anfällig. Bei der Exposition gegenüber solchen Chemikalien ist mit einer deutlichen Reduktion der Festigkeit sowie mit optischen Veränderungen (z.B. Verfärbungen, Mattierung der Oberfläche) zu rechnen.		'''Chemikalien''': Der Werkstoff ist laut Datenblatt [183] insbesondere gegenüber starken Oxidationsmitteln wie Chlor anfällig. Bei der Exposition gegenüber solchen Chemikalien ist mit einer deutlichen Reduktion der Festigkeit sowie mit optischen Veränderungen (z.B. Verfärbungen, Mattierung der Oberfläche) zu rechnen.

	=== Druck der ersten Prüfkörper ===		=== Druck der ersten Prüfkörper ===

Maximilian Wimmer: /* Druck der ersten Prüfkörper */

2025-07-07T11:04:34Z

Druck der ersten Prüfkörper

← Nächstältere Version		Version vom 7. Juli 2025, 13:04 Uhr
Zeile 59:		Zeile 59:
	Der Fokus zu diesem Zeitpunkt liegt auf reine Materialeigenschaften, Geometrieanpassung folgen ggf. in späteren Schritten.		Der Fokus zu diesem Zeitpunkt liegt auf reine Materialeigenschaften, Geometrieanpassung folgen ggf. in späteren Schritten.

	Die zu erwartenden Festigkeitswerte orientieren sich an den Herstellerangaben im Datenblatt von GreenTEC-Pro. Aufgrund des verwendeten FDM-Druckverfahrens sowie typischer Abweichungen (z. B. durch Layeraufbau und Inhomogenität) wird mit leicht reduzierten Werten gerechnet, besonders in Bezug auf ''Zugfestigkeit'' und ''Schlagzähigkeit''		Die zu erwartenden Festigkeitswerte orientieren sich an den Herstellerangaben im Datenblatt von GreenTEC-Pro [121] . Aufgrund des verwendeten FDM-Druckverfahrens sowie typischer Abweichungen (z. B. durch Layeraufbau und Inhomogenität) wird mit leicht reduzierten Werten gerechnet, besonders in Bezug auf ''Zugfestigkeit'' und ''Schlagzähigkeit''

	== Erste Laborversuche ==		== Erste Laborversuche ==

Maximilian Wimmer: /* Fazit */

2025-06-20T17:53:38Z

Fazit

← Nächstältere Version		Version vom 20. Juni 2025, 19:53 Uhr
Zeile 192:		Zeile 192:
	Die Versuche bestätigen insgesamt die Datenblatt-Tendenzen, zeigen jedoch eine Tendenz ins negative:		Die Versuche bestätigen insgesamt die Datenblatt-Tendenzen, zeigen jedoch eine Tendenz ins negative:

	Im ~~'''~~Zugversuch (XY-Richtung)~~'''~~ liegen die gemessenen Kennwerte etwa 10 – 40 % unter den Datenblattangaben für Spritzgussteile, was sich auf die abweichende Fertigungstechnik, optimistisch ausgewählten Werten und einer variierenden Druckerqualität zurückführen lässt.		Im Zugversuch (XY-Richtung) liegen die gemessenen Kennwerte etwa 10 – 40 % unter den Datenblattangaben für Spritzgussteile, was sich auf die abweichende Fertigungstechnik, optimistisch ausgewählten Werten und einer variierenden Druckerqualität zurückführen lässt.

	Im ~~'''~~Zugversuch (Z-Richtung)~~'''~~ fallen die Kennwerte erwartungsgemäß weit ab und unterstreichen, dass Orientierungswahl oder eine nachträgliche Verfestigung nötig sind, wenn Zuglasten quer zur Schicht auftreten.		Im Zugversuch (Z-Richtung) fallen die Kennwerte erwartungsgemäß weit ab und unterstreichen, dass Orientierungswahl oder eine nachträgliche Verfestigung nötig sind, wenn Zuglasten quer zur Schicht auftreten.

	Beim ~~'''~~Schlagbiegeversuch~~'''~~, liegt die ermittelte Kerbschlagzähigkeit zwar in einem akzeptablen Bereich, aber es fällt auf, dass FDM-gedruckte Proben für klassische Pendelschlagverfahren nur bedingt geeignet sind. Der aus dem Schichtenaufbau resultierende Scharnierbruch verhindert einen sauberen, vollständig trennenden Bruch. Trotzdem liefern die Ergebnisse eine gute Vergleichsgrundlage, für spätere Bauteile mit Einflüssen.		Beim Schlagbiegeversuch, liegt die ermittelte Kerbschlagzähigkeit zwar in einem akzeptablen Bereich, aber es fällt auf, dass FDM-gedruckte Proben für klassische Pendelschlagverfahren nur bedingt geeignet sind. Der aus dem Schichtenaufbau resultierende Scharnierbruch verhindert einen sauberen, vollständig trennenden Bruch. Trotzdem liefern die Ergebnisse eine gute Vergleichsgrundlage, für spätere Bauteile mit Einflüssen.

	Diese Referenzwerte bilden die Grundlage, um in den folgenden Abschnitten die Einflüsse von Wasser, Temperatur und Chemikalien direkt mit den Ausgangsdaten zu vergleichen und zu bewerten.		Diese Referenzwerte bilden die Grundlage, um in den folgenden Abschnitten die Einflüsse von Wasser, Temperatur und Chemikalien direkt mit den Ausgangsdaten zu vergleichen und zu bewerten.

Maximilian Wimmer: /* Fazit */

2025-06-20T17:42:51Z

Fazit

← Nächstältere Version		Version vom 20. Juni 2025, 19:42 Uhr
Zeile 192:		Zeile 192:
	Die Versuche bestätigen insgesamt die Datenblatt-Tendenzen, zeigen jedoch eine Tendenz ins negative:		Die Versuche bestätigen insgesamt die Datenblatt-Tendenzen, zeigen jedoch eine Tendenz ins negative:

	Im '''Zugversuch (XY-Richtung)''' liegen die ~~mechanischen Werte rund~~ 10-40% unter den ~~des Datenblattes mit Spritzgussteilen~~, ~~ein Unterschied, der~~ sich ~~mit Porosität~~, ~~Layerhaftung~~ und ~~Prozessschwankungen erklären~~ lässt.		Im '''Zugversuch (XY-Richtung)''' liegen die gemessenen Kennwerte etwa 10 – 40 % unter den Datenblattangaben für Spritzgussteile, was sich auf die abweichende Fertigungstechnik, optimistisch ausgewählten Werten und einer variierenden Druckerqualität zurückführen lässt.

	Im '''Zugversuch (Z-Richtung)''' fallen die Kennwerte erwartungsgemäß weit ab und unterstreichen, dass Orientierungswahl oder eine nachträgliche Verfestigung nötig sind, wenn Zuglasten quer zur Schicht auftreten.		Im '''Zugversuch (Z-Richtung)''' fallen die Kennwerte erwartungsgemäß weit ab und unterstreichen, dass Orientierungswahl oder eine nachträgliche Verfestigung nötig sind, wenn Zuglasten quer zur Schicht auftreten.

Maximilian Wimmer: /* Fazit */

2025-06-20T17:39:37Z

Fazit

← Nächstältere Version		Version vom 20. Juni 2025, 19:39 Uhr
Zeile 192:		Zeile 192:
	Die Versuche bestätigen insgesamt die Datenblatt-Tendenzen, zeigen jedoch eine Tendenz ins negative:		Die Versuche bestätigen insgesamt die Datenblatt-Tendenzen, zeigen jedoch eine Tendenz ins negative:

	Im '''Zugversuch (XY-Richtung)''' liegen ~~Elastizitätsmodul und Festigkeiten etwa 10–15~~ % unter den des Datenblattes mit Spritzgussteilen, ein Unterschied, der sich mit Porosität, Layerhaftung und Prozessschwankungen erklären lässt.		Im '''Zugversuch (XY-Richtung)''' liegen die mechanischen Werte rund 10-40% unter den des Datenblattes mit Spritzgussteilen, ein Unterschied, der sich mit Porosität, Layerhaftung und Prozessschwankungen erklären lässt.

	Im '''Zugversuch (Z-Richtung)''' fallen die Kennwerte erwartungsgemäß weit ab und unterstreichen, dass Orientierungswahl oder eine nachträgliche Verfestigung nötig sind, wenn Zuglasten quer zur Schicht auftreten.		Im '''Zugversuch (Z-Richtung)''' fallen die Kennwerte erwartungsgemäß weit ab und unterstreichen, dass Orientierungswahl oder eine nachträgliche Verfestigung nötig sind, wenn Zuglasten quer zur Schicht auftreten.

Maximilian Wimmer am 20. Juni 2025 um 17:38 Uhr

2025-06-20T17:38:48Z

← Nächstältere Version		Version vom 20. Juni 2025, 19:38 Uhr
Zeile 187:		Zeile 187:

	Trotz der Einschränkungen liefert der Versuch wichtige Erkenntnisse über die Energieaufnahme und das Verhalten der Proben unter schlagartiger Belastung. Die gewonnenen Daten sind aussagekräftig genug, um als Vergleichsbasis für die weiteren Versuchsreihen mit äußeren Einflüssen wie Wasser oder Chemikalien verwendet zu werden.		Trotz der Einschränkungen liefert der Versuch wichtige Erkenntnisse über die Energieaufnahme und das Verhalten der Proben unter schlagartiger Belastung. Die gewonnenen Daten sind aussagekräftig genug, um als Vergleichsbasis für die weiteren Versuchsreihen mit äußeren Einflüssen wie Wasser oder Chemikalien verwendet zu werden.

			== Fazit ==

			Die Versuche bestätigen insgesamt die Datenblatt-Tendenzen, zeigen jedoch eine Tendenz ins negative:

			Im '''Zugversuch (XY-Richtung)''' liegen Elastizitätsmodul und Festigkeiten etwa 10–15 % unter den des Datenblattes mit Spritzgussteilen, ein Unterschied, der sich mit Porosität, Layerhaftung und Prozessschwankungen erklären lässt.

			Im '''Zugversuch (Z-Richtung)''' fallen die Kennwerte erwartungsgemäß weit ab und unterstreichen, dass Orientierungswahl oder eine nachträgliche Verfestigung nötig sind, wenn Zuglasten quer zur Schicht auftreten.

			Beim '''Schlagbiegeversuch''', liegt die ermittelte Kerbschlagzähigkeit zwar in einem akzeptablen Bereich, aber es fällt auf, dass FDM-gedruckte Proben für klassische Pendelschlagverfahren nur bedingt geeignet sind. Der aus dem Schichtenaufbau resultierende Scharnierbruch verhindert einen sauberen, vollständig trennenden Bruch. Trotzdem liefern die Ergebnisse eine gute Vergleichsgrundlage, für spätere Bauteile mit Einflüssen.

			Diese Referenzwerte bilden die Grundlage, um in den folgenden Abschnitten die Einflüsse von Wasser, Temperatur und Chemikalien direkt mit den Ausgangsdaten zu vergleichen und zu bewerten.

Maximilian Wimmer: /* Ziel und Hintergrund, Maximilian Wimmer, 07.06.2025 */

2025-06-20T17:22:12Z

Ziel und Hintergrund, Maximilian Wimmer, 07.06.2025

← Nächstältere Version		Version vom 20. Juni 2025, 19:22 Uhr
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	== Ziel und Hintergrund, Maximilian Wimmer, 07.06.2025 ==		== Ziel und Hintergrund, Maximilian Wimmer, 20.06.2025 ==

	In diesem Arbeitspaket werden die mechanischen Belastbarkeiten von 3D-Druck Teilen für eine Kaffeemaschine untersucht. Dabei werden sowohl die mechanischen Eigenschaften eines unveränderten Bauteils als auch dessen Verhalten unter Einflüssen wie ''Wasser'', ''Temperatur'' oder ''Chemikalien'' betrachtet.		In diesem Arbeitspaket werden die mechanischen Belastbarkeiten von 3D-Druck Teilen für eine Kaffeemaschine untersucht. Dabei werden sowohl die mechanischen Eigenschaften eines unveränderten Bauteils als auch dessen Verhalten unter Einflüssen wie ''Wasser'', ''Temperatur'' oder ''Chemikalien'' betrachtet.

Maximilian Wimmer: /* Versuchsaufbau und Hintergrund */

2025-06-20T17:20:53Z

Versuchsaufbau und Hintergrund

← Nächstältere Version		Version vom 20. Juni 2025, 19:20 Uhr
Zeile 178:		Zeile 178:
	Für die Wiederholung des Schlagbiegeversuchs wurde erneut ein Pendel mit einem 5 Joule-Hammer verwendet. Im Vergleich zum ersten Versuch kamen diesmal angepasste Proben zum Einsatz, die gezielt so konstruiert wurden, dass sie leichter versagen sollten. Ziel war es, den zuvor beobachteten Scharnierbruch zu vermeiden und stattdessen einen vollständigen Werkstoffbruch zu erreichen.		Für die Wiederholung des Schlagbiegeversuchs wurde erneut ein Pendel mit einem 5 Joule-Hammer verwendet. Im Vergleich zum ersten Versuch kamen diesmal angepasste Proben zum Einsatz, die gezielt so konstruiert wurden, dass sie leichter versagen sollten. Ziel war es, den zuvor beobachteten Scharnierbruch zu vermeiden und stattdessen einen vollständigen Werkstoffbruch zu erreichen.

	Trotz dieser Anpassung trat jedoch erneut ein Scharnierbruch auf. Dies bestätigt die Annahme, dass sich 3D-gedruckte Bauteile, insbesondere im FDM-Verfahren, nur eingeschränkt für klassische Schlagbiegeversuche eignen. Der werkstofftypische Faseraufbau ~~(Schicht-für-Schicht-Aufbau)~~ sorgt trotz des spröden GreenTEC-Pro Materials für eine erhöhte Elastizität und verhindert somit eine vollständige Trennung der Probe unter Schlagbelastung.		Trotz dieser Anpassung trat jedoch erneut ein Scharnierbruch auf. Dies bestätigt die Annahme, dass sich 3D-gedruckte Bauteile, insbesondere im FDM-Verfahren, nur eingeschränkt für klassische Schlagbiegeversuche eignen. Der werkstofftypische Faseraufbau sorgt trotz des eher spröden GreenTEC-Pro Materials für eine erhöhte Elastizität und verhindert somit eine vollständige Trennung der Probe unter Schlagbelastung.

	[[Datei:Schlagbiegeversuch V2 Daten.png\|mini\|600px\|zentriert\| Bild 10: Schlagbiegeversuchdaten V2, unbehandelt]]		[[Datei:Schlagbiegeversuch V2 Daten.png\|mini\|600px\|zentriert\| Bild 10: Schlagbiegeversuchdaten V2, unbehandelt]]

Maximilian Wimmer: /* Schlagbiegeprüfung */

2025-06-20T17:19:49Z

Schlagbiegeprüfung

← Nächstältere Version		Version vom 20. Juni 2025, 19:19 Uhr
Zeile 97:		Zeile 97:
	=== Schlagbiegeprüfung ===		=== Schlagbiegeprüfung ===

	Anschließend folgte die Schlagbiegeprüfung. Zunächst wurde ein 2 J-Hammer verwendet da der kleinstmögliche Hammer, der das Bauteil noch durchschlägt, die besten Werte liefert. Dieser durchschlug nahezu das gesamte Bauteil, lediglich die letzte Schicht blieb intakt. Daher wurde ein stärkerer 5 J-Hammer eingesetzt. Doch auch hier konnte die letzte Schicht nicht durchbrochen werden.		Anschließend folgte die Schlagbiegeprüfung. Zunächst wurde ein 2 Joule-Hammer verwendet da der kleinstmögliche Hammer, der das Bauteil noch durchschlägt, die besten Werte liefert. Dieser durchschlug nahezu das gesamte Bauteil, lediglich die letzte Schicht blieb intakt. Daher wurde ein stärkerer 5 Joule-Hammer eingesetzt. Doch auch hier konnte die letzte Schicht nicht durchbrochen werden.
	Bei genauerer Analyse zeigte sich, dass es sich vermutlich um ein drucktechnisches Problem handelt. Eine alternative Druckmethode könnte dieses Verhalten möglicherweise verhindern. In realen Anwendungen stellt diese zusätzliche Schicht vermutlich keinen Nachteil dar, im Gegenteil, sie könnte stabilisierend wirken. Für standardisierte Festigkeitsprüfungen jedoch ist sie problematisch.		Bei genauerer Analyse zeigte sich, dass es sich vermutlich um ein drucktechnisches Problem handelt. Eine alternative Druckmethode könnte dieses Verhalten möglicherweise verhindern. In realen Anwendungen stellt diese zusätzliche Schicht vermutlich keinen Nachteil dar, im Gegenteil, sie könnte stabilisierend wirken. Für standardisierte Festigkeitsprüfungen jedoch ist sie problematisch.

Maximilian Wimmer: /* Versuchsaufbau und Hintergrund */

2025-06-20T17:19:31Z

Versuchsaufbau und Hintergrund

← Nächstältere Version		Version vom 20. Juni 2025, 19:19 Uhr
Zeile 176:		Zeile 176:
	=== Versuchsaufbau und Hintergrund ===		=== Versuchsaufbau und Hintergrund ===

	Für die Wiederholung des Schlagbiegeversuchs wurde erneut ein Pendel mit einem 5 J-Hammer verwendet. Im Vergleich zum ersten Versuch kamen diesmal angepasste Proben zum Einsatz, die gezielt so konstruiert wurden, dass sie leichter versagen sollten. Ziel war es, den zuvor beobachteten Scharnierbruch zu vermeiden und stattdessen einen vollständigen Werkstoffbruch zu erreichen.		Für die Wiederholung des Schlagbiegeversuchs wurde erneut ein Pendel mit einem 5 Joule-Hammer verwendet. Im Vergleich zum ersten Versuch kamen diesmal angepasste Proben zum Einsatz, die gezielt so konstruiert wurden, dass sie leichter versagen sollten. Ziel war es, den zuvor beobachteten Scharnierbruch zu vermeiden und stattdessen einen vollständigen Werkstoffbruch zu erreichen.

	Trotz dieser Anpassung trat jedoch erneut ein Scharnierbruch auf. Dies bestätigt die Annahme, dass sich 3D-gedruckte Bauteile, insbesondere im FDM-Verfahren, nur eingeschränkt für klassische Schlagbiegeversuche eignen. Der werkstofftypische Faseraufbau (Schicht-für-Schicht-Aufbau) sorgt trotz des spröden GreenTEC-Pro Materials für eine erhöhte Elastizität und verhindert somit eine vollständige Trennung der Probe unter Schlagbelastung.		Trotz dieser Anpassung trat jedoch erneut ein Scharnierbruch auf. Dies bestätigt die Annahme, dass sich 3D-gedruckte Bauteile, insbesondere im FDM-Verfahren, nur eingeschränkt für klassische Schlagbiegeversuche eignen. Der werkstofftypische Faseraufbau (Schicht-für-Schicht-Aufbau) sorgt trotz des spröden GreenTEC-Pro Materials für eine erhöhte Elastizität und verhindert somit eine vollständige Trennung der Probe unter Schlagbelastung.