Eine Druckprüfung scheint auf den ersten Blick eine relativ einfache Angelegenheit zu sein. Andererseits spielen bei Druckprüfungen verschiedene Faktoren eine Rolle, die häufig vernachlässigt werden und deshalb dazu führen, dass die erzielten Ergebnisse fehlerbehaftet sind. Prinzipiell scheint es unkompliziert, eine Druckprüfung zwischen zwei flachen Druckplatten vorzunehmen. Wenn man jedoch die Vielfalt unterschiedlicher Prüfkörper von spröden Proben bis hin zu weichem Gummi betrachtet, so birgt jeder dieser Probentypen ganz spezielle Probleme in sich.
Die erste wichtige Herausforderung ist die Ausrichtung. Die Druckplatten sind unter Umständen nicht parallel zu den Oberflächen der Proben, was dazu führt, dass der erste Kontakt mit der Probe ein Punktkontakt an der Kante der Probe ist. Dies hat eine Spannungskonzentration zur Folge, die zu einem Versagen führen oder ein Biegemoment in die Probe einleiten kann und dadurch ein vorzeitiges Versagen der Probe verursacht. Dieses Problem betrifft insbesondere spröde Materialien; weichere, duktile Materialen sind in dieser Hinsicht weniger kritisch.
Zur Lösung dieses Problems empfehlen wir die Verwendung von kugelgelagerten Druckplatten. Der Zweck dabei ist, dass sich die Platte korrekt zur Oberfläche der Probe ausrichtet und damit einen gleichmäßigen Kontakt gewährleistet. Wichtig ist dabei, wie sich die Platte ausrichtet. Für eine korrekte Ausrichtung muss der Drehpunkt der Platte auf der Plattenoberfläche liegen, die mit der Probe in Kontakt ist. Wenn der Drehpunkt ober- und unterhalb der Oberfläche liegt, werden durch den Ausrichtvorgang seitliche Bewegungen induziert, die entweder die Fähigkeit des Druckstempels, sich korrekt auszurichten, einschränken, oder eine unerwünschte Querkraft in die Probe einleiten. Im Allgemeinen empfehlen wir, nur eine einzelne kugelgelagerte Druckplatte zu verwenden.
Wie wichtig dieser Punkt ist, zeigt auch die Tatsache, dass sich verschiedene Normen zur Druckprüfung ausdrücklich mit dieser Anforderung befassen. In der ASTM E9 z.B. wird spezifiziert, dass "die kugelförmige Oberfläche des Blocks durch einen Radius definiert werden soll, der seinen Ursprung in der flachen Fläche hat, die mit der Probe in Kontakt steht".
Unbeschadet des oben Gesagten hat der Einsatz einer kugelgelagerten Druckplatte jedoch auch Nachteile. Effektiv ändert sich dadurch der Endzustand einer auf Druck belasteten Säule. Der Unterschied ist normalerweise nur gering, außer, wenn die Probe lang ist (hohes Verhältnis von Länge durch Durchmesser) oder gegenüber der Mittenachse der Druckplatte verschoben ist. Aus diesem Grund ist es normalerweise günstig, wenn die Platte verriegelt wird, um eine Rotation zu verhindern, nachdem die Platte auf der Probe sitzt. Dabei sollte die Verriegelung nur "handfest" sein, um eine vom Benutzer eingebrachte Fehlausrichtung zu verhindern, aber fest genug, um zu gewährleisten, dass keine wesentliche Rotation der Platte mehr stattfindet.
Die zweite wichtige Herausforderung ist die Reibung. Bei einer Druckbelastung wird sich die Probe in Seitenrichtung elastisch (Poisson-Effekt) oder plastisch (Aufrechterhaltung eines konstanten Volumens) ausdehnen. Die Platten sind jedoch normalerweise steif und dehnen sich nicht aus. Weil die Platten mit der Probe in Kontakt sind, wird aufgrund der vorhandenen Reibung die Expansion der Probe behindert. Dadurch wird die Probe tonnenförmig und es werden Querspannungen eingeleitet, die die scheinbare axiale Steifigkeit der Probe erhöhen. All dies führt zu Messfehlern. Wie stark dieses Problem ausgeprägt ist, ist von der Ausrichtung abhängig, und die Auswirkungen sind normalerweise bei duktilen Materialien besonders deutlich, können aber auch bei spröden Materialien nicht vernachlässigt werden.
Zur Minimierung der Reibung müssen die Druckplatten hart (min. 55HRC) und glatt sein; sie sollten auch keine in die Oberfläche eingravierten konzentrischen Ringe haben, weil dies die Reibung erhöht. In vielen Fällen ist es auch ratsam, die Oberfläche zu ölen oder zu fetten.
Große Platten mit einer glatten Oberfläche bringen ein weiteres Problem mit sich - die Zentrierung der Probe. Ein Versatz der Probenposition relativ zur Mittelachse der Kraftmesskette führt zur Einleitung eines Biegemoments. Wenn die Kraftmesskette – Druckplatten, Kugelsitz, Kraftaufnehmer und Prüfrahmen – über eine hohe seitliche Steifigkeit verfügt, werden die induzierten Momente dadurch begrenzt und sind weniger ausgeprägt. Da spröde Proben von sich aus steif sind, kann das induzierte Moment nicht vernachlässigt werden, und eine sorgfältige Ausrichtung der Probe ist daher außerordentlich wichtig. Häufig werden dazu konzentrische Ringe auf der Platte für eine visuelle Positionierung vorgesehen. In Anbetracht der Notwendigkeit einer glatten Oberfläche bieten mikrotexturierte Oberflächenmarkierungen die einzige Möglichkeit einer dauerhaften Markierung zur Lösung dieses Problems.