Um das Kriechverhalten von Kunststoffen einplanen zu können, muss man es vorhersagen - beispielsweise durch Simulationen. Dazu sind geeignete Materialmodelle erforderlich. Entwickler müssen auch die notwendigen Materialparameter in Abhängigkeit von Zeit, Temperatur und Beanspruchungszustand präzise ermitteln. Im Leistungsfeld Polymertechnik des Fraunhofer LBF haben Wissenschaftler einen Langzeitprüfstand konzipiert, mit dem sie das mechanische Langzeitverhalten von Kunststoffen messen, modellieren und simulieren können.
Das Kriechen im Auge behalten
Der Langzeitprüfstand hebt fast alle bekannten Einschränkungen herkömmlicher Prüfeinrichtungen auf. Beispielsweise hängt die stoßfreie Lastaufbringung bei vielen Prüfständen sehr stark vom Bediener ab. Der neue Prüfstand des Fraunhofer LBF umgeht diesen menschlichen Faktor weitgehend, indem die Lastaufbringung elektronisch geregelt wird und somit genau definiert erfolgen kann. Die optische berührungslose Dehnungsmessung erlaubt eine hohe Auflösung. Sie ist notwendig, um an hochsteifen Werkstoffen die Werkstoffkennwerte zu ermitteln.
Nun ist es auch erstmals möglich, die Querdehnung exakt zu ermitteln, was die Materialmodelle und damit die Vorhersagegüte von Simulationen verbessert. Es können Prüftemperaturen von Raumtemperatur bis 250 °C abgedeckt werden. Die neu entwickelte Spannmechanik macht die Prüfung von Probekörpern mit unterschiedlichen Abmessungen möglich. Der Prüfstand eignet sich nicht nur für hochsteife Werkstoffe, sondern auch für die Kennwertermittlung an Elastomeren und Thermoplastischen Elastomeren.
K: Halle 7 am Fraunhofer-Stand SC01
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