DIN 54518

Papier- und Kartonmaterialien, die in Verpackungsanwendungen zum Einsatz kommen, müssen den Druckkräften standhalten, die bei der Weiterverarbeitung, beim Stapeln, beim Transport und bei der Lagerung auftreten. DIN 54518 definiert ein Druckprüfverfahren mit kurzer Spannweite zur Bestimmung der Druckfestigkeit von Papier- und Kartonmaterialien bei einer sehr kurzen Prüfsspannweite. Dieses Prüfverfahren liefert wertvolle Informationen über die inhärente Druckfestigkeit von faserbasierten Materialien und minimiert gleichzeitig den Einfluss von Knickerscheinungen.

Für Hersteller von Wellpappverpackungen, Faltschachteln und anderen Verpackungsprodukten auf Papierbasis, DIN 54518 – Druckprüfung bei kurzer Spannweite hilft Ingenieuren dabei, das Verhalten von Werkstoffen zu verstehen und die Zuverlässigkeit von Produkten zu optimieren. Der Kurzspann-Druckprüfgerät SCT-01 wurde für die Durchführung präziser Kurzspann-Druckprüfungen an Papier- und Kartonproben entwickelt und liefert konsistente Messergebnisse für die Qualitätskontrolle, Forschung und Materialentwicklung.

Was ist die Druckprüfung mit kurzer Spannweite nach DIN 54518?

DIN 54518 ist ein Standardverfahren zur Bestimmung der Druckfestigkeit von Papier und Karton bei kurzer Spannweite. Im Gegensatz zu herkömmlichen Druckprüfungen, bei denen die Proben unter Umständen über eine größere freitragende Länge geprüft werden, wird bei der Kurzspannweiten-Druckprüfung ein sehr kurzer Abstand zwischen den Klemmpunkten verwendet. Dadurch wird die durch Biegung verursachte Verformung der Probe minimiert, sodass sich die Prüfung auf die tatsächliche Druckfestigkeit der Faserstruktur konzentrieren kann.

Druckfestigkeitsprüfungen mit kurzer Spannweite eignen sich besonders gut zur Beurteilung der Tragfähigkeit von Papiermaterialien, bevor diese zu fertigen Verpackungsprodukten verarbeitet werden. Der gemessene Druckfestigkeitswert spiegelt die Fähigkeit der Papierfasern wider, einem Versagen unter Druck standzuhalten, wenn Kräfte in Maschinenrichtung (MD) und Querrichtung (CD) aufgebracht werden.

Das Verfahren wird üblicherweise bei Papieren und Kartons mit einem für Verpackungsanwendungen geeigneten Flächengewicht angewendet, insbesondere bei Materialien, die bei der Herstellung von Wellpappe und Kartons zum Einsatz kommen.

Warum ist die Prüfung der Druckfestigkeit bei kurzer Spannweite wichtig?

Verpackungsprodukte aus Papier sind während ihres gesamten Lebenszyklus verschiedenen Druckkräften ausgesetzt. Beim Transport und bei der Lagerung sind Kartons vertikalen Stapelbelastungen, Vibrationen und äußerem Druck ausgesetzt. Das Druckverhalten des Papiermaterials wirkt sich direkt auf die Sicherheit und Haltbarkeit der Verpackung aus.

Druckfestigkeitsprüfungen mit kurzen Spannweiten liefern wichtige Informationen für die Qualitätskontrolle, darunter:

• Bewertung der Festigkeit und der strukturellen Eigenschaften von Papierfasern
• Vorhersage der Belastbarkeit von Verpackungsmaterialien
• Vergleich verschiedener Papiersorten und Herstellungsverfahren
• Überprüfung der Gleichmäßigkeit des Rohmaterials
• Unterstützung bei der Optimierung des Verpackungsdesigns

Für Verpackungsingenieure helfen die Daten zur Druckfestigkeit dabei, festzustellen, ob eine Papiersorte die Anforderungen der jeweiligen Anwendung erfüllt. Für Papierhersteller bietet der Test eine zuverlässige Methode, um die Produktionsstabilität zu überwachen und die Produktqualität zu verbessern.

Prüfprinzip der DIN 54518

Das Prinzip hinter dem DIN 54518-Druckprüfmaschine für kurze Spannweiten basiert darauf, dass auf eine kleine Probe aus Papier oder Karton eine Druckkraft ausgeübt wird, bis ein Druckversagen eintritt.

Der Kurzspannweiten-Druckprüfgerät SCT-01 verwendet zwei Präzisionsklemmen, um einen schmalen Prüfstreifen zu fixieren. Die Probe wird über eine kurze Spannweite zusammengedrückt, und das Gerät erfasst die maximale Druckkraft, die vor dem Versagen erreicht wird.

Der Testprozess umfasst:

1. Es wird ein Papier- oder Kartonmuster mit einer festgelegten Breite und Länge hergestellt.
2. Die Probe wird zwischen zwei fluchtenden Druckbacken positioniert.
3. Die Klemmen halten die Probe mit kontrolliertem Druck sicher fest.
4. Die Pressbacken bewegen sich mit einer geregelten Geschwindigkeit aufeinander zu.
5. Die maximale Druckkraft wird erfasst.
6. Das Ergebnis dient zur Bewertung der Druckfestigkeit des Werkstoffs bei kurzer Spannweite.

Da die freitragende Spannweite äußerst kurz ist, wird der Einfluss der Probenbiegung verringert, sodass das Prüfergebnis die tatsächliche Druckfestigkeit des Werkstoffs besser widerspiegelt.

Merkmale der Kurzspannweiten-Druckprüfmaschine SCT-01

Das SCT-01 wurde für Labore entwickelt, die zuverlässige und wiederholbare Ergebnisse benötigen. Druckversuch mit kurzer Spannweite aus Papier und Karton. Das Gerät vereint präzise mechanische Konstruktion mit automatisierten Steuerungsfunktionen, um die Prüfeffizienz zu steigern.

Präzisionsspannsystem

Das Prüfgerät verfügt über zwei hochreibungsfähige Spannvorrichtungen, die dafür ausgelegt sind, ein 15 mm breites Prüfstück sicher zu halten. Jede Spannvorrichtung besteht aus einer feststehenden Backe und einer beweglichen Backe mit einer Klemmfläche von 30 mm.

Die Klemmkraft wird geregelt bei 2300 ± 500 N, wodurch eine stabile Positionierung der Probe während des gesamten Tests gewährleistet wird. Die parallele Ausrichtung der Klemmflächen trägt dazu bei, Messfehler zu reduzieren, die durch eine ungleichmäßige Halterung der Probe verursacht werden.

SPS-Steuerung und HMI-Bedienung

Das integrierte SPS-Steuerungssystem gewährleistet einen präzisen Testablauf und eine einfache Bedienung über die HMI-Schnittstelle. Das Bedienpersonal kann die Testparameter problemlos konfigurieren und reproduzierbare Ergebnisse erzielen.

Einstellbare Testparameter

Unterschiedliche Papier- und Kartonsorten erfordern unter Umständen unterschiedliche Prüfbedingungen. Das SCT-01 ermöglicht einstellbare Prüfparameter, um den unterschiedlichen Anforderungen im Labor gerecht zu werden.

Zu den wichtigsten einstellbaren Funktionen gehören:

• Einstellung der Testgeschwindigkeit
• Steuerung des Kompressionsabstands
• Optionen zur Datenanzeige
• Mehrere Maßeinheiten

Zuverlässige Datenausgabe

Das Gerät zeigt die Messergebnisse direkt in gängigen Einheiten an, darunter:

• Newton (N)
• Kilogrammkraft (kgf)
• Pfund-Kraft (lbf)

Eine optionale RS-232-Kommunikationsschnittstelle ermöglicht die Anbindung an externe Softwaresysteme zur Datenverwaltung und Laborintegration.

Technische Daten des SCT-01

Parameter	Spezifikation
Testbereich	1–500 N (oder nach Bedarf)
Kompressionsabstand	0,3–2 mm
Klemmlänge	30 ± 0,5 mm
Testgeschwindigkeit	3 ± 0,1 mm/min
Auflösung	0,01 N
Stichprobengröße	15 × 75 mm (B × L)
Gasdruck	0,4–0,7 MPa
Gasanschlussgröße	Φ6 mm
Stromversorgung	110–220 V Wechselstrom, 50/60 Hz

Dank dieser technischen Daten liefert das SCT-01 präzise Kompressionsmessungen für Laborumgebungen, Qualitätskontrollabteilungen und Forschungseinrichtungen.

Für Druckversuche mit kurzer Spannweite geeignete Werkstoffe

Der Druckprüfmaschine für kurze Spannweiten wird hauptsächlich für Papier- und Kartonmaterialien verwendet, insbesondere für solche, bei denen die Druckfestigkeit bewertet werden muss.

Zu den typischen Prüfmaterialien gehören:

• Wellpappe
• Komponenten aus Wellpappenpapier
• Verpackungspapier
• Karton
• Kraftpapier
• Beschichteter Karton
• Strukturelle Papiermaterialien

Das Verfahren eignet sich zur Bewertung von Materialien, die in Verpackungskonstruktionen verwendet werden, bei denen die Druckfestigkeit zur Gesamtleistung des Produkts beiträgt.

Anwendungen in der Qualitätskontrolle von Verpackungen

Verpackungshersteller stützen sich auf Daten aus Druckprüfungen, um die Zuverlässigkeit ihrer Produkte zu gewährleisten. Das SCT-01 unterstützt zahlreiche Anwendungen entlang der gesamten Verpackungslieferkette.

Papier- und Kartonherstellung

Papierfabriken können Druckversuche mit kurzer Spannweite einsetzen, um die Konsistenz der Produktion zu überwachen und die Materialfestigkeit verschiedener Sorten zu vergleichen.

Entwicklung von Wellpappenverpackungen

Verpackungsingenieure stützen sich bei der Auswahl von Deckschicht- und Mittelschichtmaterialien für Wellpappkarton-Konstruktionen auf Daten zur Druckfestigkeit.

Qualitätsprüflabore

Unabhängige Labore und Prüfstellen können die Prüfverfahren nach DIN 54518 anwenden, um die Leistungsfähigkeit der Werkstoffe zu überprüfen und die Anforderungen der Kunden zu erfüllen.

Forschung und Entwicklung

Forschungs- und Entwicklungsteams können neue Fasermischungen, recycelte Papiermaterialien und Herstellungsverfahren bewerten, indem sie deren Druckfestigkeit vergleichen.

DIN 54518 und zugehörige Normen für Druckprüfungen

In verschiedenen Branchen kommen unterschiedliche Normen zur Bewertung der Druckfestigkeit von Papier und Karton zum Einsatz. Das SCT-01 unterstützt Prüfverfahren gemäß den folgenden Normen:

Standard	Anwendung
DIN 54518	Prüfung der Druckfestigkeit von Papier und Karton bei kurzer Spannweite
ISO 9895	Druckfestigkeitsprüfung von Papier- und Kartonmaterialien
TAPPI T826	Prüfverfahren für Druckversuche mit kurzer Spannweite
BS 7325	Anforderungen an die Druckprüfung von Papier und Karton
GB/T 2679.10	Prüfungen im Zusammenhang mit der Kompression von Papier und Karton
QB/T 2386	Anforderungen an die Prüfung von Papierprodukten

Bei der Auswahl eines Prüfverfahrens sollten Laboratorien die Art des Materials, die Branchenanforderungen und die geltenden Qualitätsspezifikationen berücksichtigen.

Vorteile des Einsatzes von SCT-01 bei Druckversuchen mit kurzer Spannweite

Die Wahl eines dedizierten Druckprüfmaschine für kurze Spannweiten bietet gegenüber Allzweck-Kompressionsanlagen mehrere Vorteile.

Zu den wichtigsten Vorteilen zählen:

• Genaue Bestimmung der intrinsischen Druckfestigkeit eines Werkstoffs
• Geringerer Einfluss durch Biegeverformung
• Wiederholbare Testergebnisse für die Qualitätskontrolle
• Effizienter Betrieb in Laborumgebungen
• Vereinbarkeit mit internationalen Prüfverfahren
• Unterstützung bei individuellen Testanforderungen

Für Unternehmen, die Verpackungsmaterialien herstellen, tragen zuverlässige Druckdaten dazu bei, Materialfehler zu reduzieren, die Verpackungsleistung zu verbessern und eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten.

Auswahl der richtigen Prüfgeräte für Kurzspannungs-Druckversuche

Bei der Auswahl der Ausrüstung für Druckversuch mit kurzer Spannweite, sollten Laboratorien Folgendes berücksichtigen:

• Vorgeschriebene Prüfnormen
• Materialstärke und Grammaturbereich
• Druckkraftbereich
• Anforderungen an die Probenvorbereitung
• Anforderungen an das Datenmanagement
• Zukünftige Testanwendungen

Eine professionelle Prüflösung sollte nicht nur genaue Messergebnisse liefern, sondern auch langfristige Zuverlässigkeit, einfache Bedienung und technischen Support bieten.

Cell Instruments bietet Lösungen für die Materialprüfung in den Bereichen Papier, Verpackung, Medizin, Pharmazie und Industrie an. Für Labore mit besonderen Prüfanforderungen stehen maßgeschneiderte Vorrichtungen, automatisierte Systeme und anwendungsspezifische Prüflösungen zur Verfügung.

Fazit

Der Druckprüfmaschine für kurze Spannweiten Es ermittelt die Druckfestigkeit des Materials in Maschinen- und Querrichtung und liefert zuverlässige Daten für die Verpackungsentwicklung, die Qualitätskontrolle in der Produktion sowie für Laboranalysen. Dank präziser Klemmung, kontrollierter Kompression und genauer Kraftmessung unterstützt das Prüfgerät Ingenieure dabei, die Leistungsfähigkeit von Wellpappenrohpapier und Papiermaterialien für anspruchsvolle Verpackungsanwendungen zu bewerten. Zellinstrumente bietet professionelle Prüfgeräte an, darunter den Kurzspannweiten-Druckprüfgerät SCT-01, sowie maßgeschneiderte Vorrichtungen und Prüflösungen für unterschiedliche Laboranforderungen.