Definition
Der Druckversuch (englisch: Compression Test) ist ein mechanisches Prüfverfahren zur Bestimmung des Werkstoffverhaltens unter einachsiger Druckbeanspruchung. Dabei wird eine Probe zwischen zwei parallelen Druckplatten zusammengedrückt und die dabei auftretende Kraft-Verformungs-Beziehung gemessen.
Kernaussage: Der Druckversuch ermöglicht die Charakterisierung von Werkstoffen, die im Einsatz vorwiegend auf Druck beansprucht werden, wie Schaumstoffe, Elastomere und spröde Materialien.
Normen und Standards
| Norm | Anwendungsbereich |
|---|---|
| DIN EN ISO 604 | Kunststoffe - Bestimmung von Druckeigenschaften |
| DIN EN ISO 844 | Harte Schaumstoffe - Bestimmung der Druckeigenschaften |
| DIN 50106 | Druckversuch an metallischen Werkstoffen |
| ASTM D695 | Druckeigenschaften starrer Kunststoffe |
Messgrößen und Kennwerte
Primäre Kennwerte
- Druckfestigkeit: Maximale Druckspannung vor dem Versagen
- Druck-E-Modul: Steigung der Spannungs-Dehnungs-Kurve im elastischen Bereich
- Druckspannung bei x% Stauchung: Spannung bei definierter Verformung
- Streckspannung unter Druck: Spannung am Übergang vom elastischen zum plastischen Bereich
Druckspannung: σc = F / A₀
Stauchung: εc = (h₀ - h) / h₀ × 100%
Stauchung: εc = (h₀ - h) / h₀ × 100%
Typische Werte für Kunststoffe
| Werkstoff | Druckfestigkeit [MPa] | Druck-E-Modul [MPa] |
|---|---|---|
| PE-HD | 20-30 | 800-1400 |
| PP | 25-55 | 1100-1800 |
| POM | 110-130 | 2800-3500 |
| PA 6 | 70-85 | 2500-3200 |
| PU-Schaum (hart) | 0,2-1,5 | 5-50 |
Prüfverfahren
Probengeometrie
- Standardprobe nach ISO 604: Prismatisch, 10 × 10 × 4 mm oder 50 × 10 × 4 mm
- Schaumstoffprobe nach ISO 844: Würfel oder Zylinder, mindestens 50 × 50 × 50 mm
- Höhen-zu-Breiten-Verhältnis: Kritisch zur Vermeidung von Knickeffekten
Prüfbedingungen
- Prüfgeschwindigkeit: Typisch 1 mm/min für E-Modul-Bestimmung
- Temperatur: 23 ± 2 °C Standardklima
- Reibungsminimierung: Geschmierte Druckplatten oder PTFE-Folien
Anwendungsbereiche
- Schaumstoffe: Bewertung von Polstermaterialien und Dämmplatten
- Konstruktionswerkstoffe: Dimensionierung druckbeanspruchter Bauteile
- Elastomere: Federelemente und Lager
- Faserverbunde: Laminatprüfung senkrecht zur Faserrichtung
- Qualitätskontrolle: Eingangsprüfung von Rohstoffen
Unterschied zum Zugversuch
| Merkmal | Druckversuch | Zugversuch |
|---|---|---|
| Beanspruchungsart | Einachsiger Druck | Einachsiger Zug |
| Probenform | Kompakt (Würfel, Zylinder) | Schulterprobe |
| Versagensart | Stauchen, Knicken, Fließen | Bruch, Einschnürung |
| Anwendung | Spröde Materialien, Schäume | Duktile Materialien |