EMPIR-Projekt ComTraForce bietet Alternative für die statische Kraftkalibrierung

Das EMPIR Projekt 18SIB08 „Comprehensive traceability for force metrology services“ wurde Ende Februar mit einem Finalen Workshop für ein breites Publikum erfolgreich abgeschlossen. Im Workshop wurden den Projektstakeholdern sowie den Interessenten aus NMIs und Industrie die Ergebnisse des Projektes vorgestellt. Die Präsentationen aus dem Workshop sind für die Leser verfügbar unter: Link

Die Hauptmotivation des Projektes war es, eine Alternative für die statische Kraftkalibrierung dort anzubieten, wo Kräfte über kürzere Zeit, kontinuierlich oder periodisch aufgebracht werden. Dieses betrifft vor allem Materialprüfung und Forschung, wo nach rückgeführten Lösungen bereits seit Jahrzehnten gestrebt wurde. Als Forschungsgrundlage wurden fortgeschrittene Modelle zur Beschreibung von Kraftmessgeräten für die Messung statischer, kontinuierlicher und dynamischer Kräfte erstellt. Basierend auf den Modellen wurde eine Rückverfolgbarkeitskette für metrologische Dienstleistungen durch die Implementierung neuer, verbesserter Methoden zur Berücksichtigung statischer, kontinuierlicher und dynamischer Kraftkalibrierungen entwickelt. Eine einzelne Aufgabe war die Entwicklung eines Digital Twin-Konzepts für Kraftmessgeräte.

Besonders von Interesse für Industrienutzer sind die neu entwickelten Verfahren zur Kalibrierung von kontinuierlichen sowie dynamischen Kräften. Als veranschaulichendes Material befinden sich auf der Projektwebseite zwei Videos zur Durchführung von kontinuierlicher Kraftkalibrierung sowie dynamischer Kraftkalibrierung. Die Videos erklären praxisnah die neuen Verfahren und bieten einen Eindruck zum Durchführungsaufwand, Messkettenaufbau aber auch Vorteile für den Endnutzer. Die Projektergebnisse stehen auf der Projektwebseite ebenfalls zum Abruf bereit.

Nach dem Projektabschluss wurden Erweiterungen für die im Bereich Kraft maßgeblichen Normen ISO 376 und ISO 7500-1 erarbeitet für die kontinuierliche Kraftkalibrierung. Ein Antrag zur Bearbeitung der Normen wurde in dem entsprechenden ISO-Gremium eingereicht, angenommen und eine Arbeitsgruppe zur finalen Implementierung unter Beteiligung der PTB gegründet. 

Die Verbesserungen sind reduzierte Unsicherheitsbeiträge bei allen Arten von Zugversuchen und auch Härtemessungen, also überall dort, wo in schnellen, kontinuierlichen Zeitverläufen Kräfte gemessen werden.

Für dynamische Kalibrierungen wurde erstmalig eine rückführbare Kalibrierprozedur inklusive einer Messunsicherheitsberechnung für dynamische Werkstoffprüfmaschinen entwickelt und im Juni 2023 als DKD Richtlinie DKD-R 9-4 beschlossen. Weitere Forschungsarbeiten für eine bessere und digitalisierungstaugliche Modellierung von Transfernormalen sowie zur Reduzierung von Messunsicherheiten bei schneller Messgrößenerfassung wurden im einem EPM und DATI-Pilot Projekt beantragt.

Ansprechpartner:

Oksana Baer, FB 1.2, E-Mail: ComTraForce(at)ptb.de