In der von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelten Norm „ASTM F1160-14 Standard Test Method for Sheer and Bending Fatigue Testing of Calciumphosphat and Metallic Medical and Composite Calciumphosphat/Metallic Coatings“ wird angegeben, dass das Schneiden und Biegeermüdungsprüfung von Calciumphosphatbeschichtungen sowie porösen und nichtporösen Metallbeschichtungen. Es wird eine Testmethode zur Bestimmung der Biegeermüdungsleistung und zur Bestimmung der Biegeermüdungsleistung von mit Calciumphosphat gespritzten Metallbeschichtungen beschrieben.
Diese Testmethode basiert auf plasmagespritzten Titan- und plasmagespritzten Hydroxylapatit-Beschichtungen. Die Wirksamkeit dieser Testmethode für andere Beschichtungen wurde jedoch nicht ermittelt. Im Scherermüdungsmodus bewertet diese Prüfmethode die adhäsiven und kohäsiven Eigenschaften der Beschichtung auf einem metallischen Substrat. Im Biegeermüdungsmodus bewertet diese Prüfmethode sowohl die Haftung der Beschichtung als auch die möglichen Auswirkungen der Beschichtung auf das Substratmaterial. Diese Methoden beschränken sich auf Tests an Luft bei Umgebungstemperatur. Diese Testmethoden sind nicht für die Anwendung bei Ermüdungstests von Komponenten oder Geräten vorgesehen. Es wird jedoch die Testmethode bevorzugt, die die tatsächliche Belastungskonfiguration am besten nachahmt.
Scher- und Biegeermüdungsversuche dienen der Bestimmung des Einflusses von Material, Geometrie, Oberflächenbeschaffenheit, Spannung und ähnlichen Variationen auf die Dauerfestigkeit beschichteter metallischer Werkstoffe unter direkter Beanspruchung bis zu 10⁷ Lastwechseln. Diese Versuche können als Richtlinie für die Auswahl beschichteter Werkstoffe für den Einsatz unter wiederholter Beanspruchung dienen.
Damit diese grundlegenden Ermüdungsdaten zwischen Laboratorien vergleichbar, wiederholbar und korrelierbar sind, ist es wichtig, einheitliche Ermüdungspraktiken festzulegen. Die Ergebnisse des Ermüdungstests können für die grundlegende Auslegung der Materialeigenschaften verwendet werden. Tatsächliche Komponenten sollten jedoch nicht mit diesen Testmethoden getestet werden.
Der am häufigsten durchgeführte Test zur Bestimmung der seitlichen Belastung, die senkrecht auf die Oberfläche eines Bauteils wirkt, ist der Schertest. Bei dieser Testmethode übt ein Bindungstester, der einen Schertest durchführt, eine seitliche Belastung auf die Probe aus und schneidet die Bindung von ihrer Oberfläche ab. Die Wahl zwischen Zug- oder Scherprüfung hängt von der Anwendung und den Prüfzielen ab.
Der Zweck der Scherermüdungsprüfung besteht darin, die Haft- oder Kohäsionsfestigkeit oder beides der Beschichtung zu bestimmen. Diese Prüfmethode ist darauf ausgelegt, ein Versagen der Beschichtung an der Grenzfläche zwischen Beschichtung und Substrat, innerhalb der Beschichtung oder an der Grenzfläche zwischen Klebstoff und Beschichtung zwischen der Beschichtung und dem Klebemittel, das zur Übertragung der Last auf die Beschichtung verwendet wird, zu ermöglichen.
Der Hauptzweck der Biegeermüdungsprüfung besteht darin, die Wirkung der Beschichtung auf das Substrat zu messen, auf das sie aufgetragen wird. Zweitens kann damit eine subjektive Beurteilung der Beschichtungshaftung vorgenommen werden, d. h. zur Bestimmung der Abplatzfestigkeit, der Rissbeständigkeit und ähnlicher Effekte. Dieser Test dient in erster Linie dazu, die Ermüdungsfestigkeit des Substrats als Grundlage für die Bewertung der Auswirkungen der Beschichtung auf die resultierende Ermüdungsfestigkeit des Systems zu ermitteln.
Die Anzahl der für die Prüfung erforderlichen Proben und die Prüfmethoden, mit denen Ermüdungsdaten interpretiert werden können, können variieren. Bei dieser Prüfmethode kommen mehrere Prüfverfahren zum Einsatz. Die Art der verwendeten Probe hängt vom Zweck des Testprogramms, der Art der verfügbaren Ausrüstung, der Ausrüstungskapazität und der Form ab, in der das Material verfügbar ist. Das ausgewählte Muster sollte der beabsichtigten Anwendung möglichst nahe kommen. Die verwendete Prüffrequenz sollte 170 Hz nicht überschreiten.
Die an Scherermüdungsproben erzielten Testergebnisse hängen maßgeblich vom verwendeten Klebstoff und der Aushärtungsmethode ab. Die Probenanordnung wird so in Kupplungen platziert, dass die Längsachse der Probe senkrecht zur Richtung der aufgebrachten Scherkraft durch die Mittellinie der Kupplungsanordnung verläuft. Proben, bei denen der Klebstoff in das Substrat eingedrungen ist, werden verworfen und ihre Ergebnisse nicht in die Analyse und den Bericht einbezogen.
Für Biegeermüdungsproben sollten geeignete Prüfungen des unbeschichteten Substratmaterials, auf das die Beschichtung aufgebracht werden soll, durchgeführt werden, um eine Grundlage für die Bewertung der Beschichtungswirksamkeit zu schaffen. Die Ausrichtung ist bei der Probenmontage entscheidend. Faktoren wie schlecht bearbeitete Proben und falsch ausgerichtete Maschinenteile können zu übermäßigen Vibrationen und fehlerhaften Ergebnissen führen. Bei Drehbalkenprüfungen wird keine Last aufgebracht, bis die Maschine mit der für die Prüfung erforderlichen Frequenz läuft. Brüche außerhalb des definierten Querschnitts werden aussortiert.
Unter den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die für Unternehmen in verschiedenen Branchen durchgeführt wurden, hat unsere Organisation mit ihrem geschulten und fachkundigen Personal und ihrer fortschrittlichen technologischen Ausrüstung Folgendes entwickelt: „ASTM F1160-14 Schnitt- und Biegeermüdung von Calciumphosphat.“ und metallische medizinische und zusammengesetzte Calciumphosphat-/Metallbeschichtungen“ Es bietet auch Testdienstleistungen an, die in der Norm „Standardtestmethode für Tests“ definiert sind.
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