Verbundwerkstoffe spielen in der industriellen Forschung und Entwicklung eine immer zentralere Rolle.
Sie sind leicht, langlebig und vielseitig und bieten innovative Lösungen in Branchen wie Luftfahrt, Automobilindustrie und Energie.
Im heutigen Artikel untersuchen wir die Komplexität der Verbundwerkstoffprüfung und wie man diese bewältigen kann, insbesondere im Hinblick auf Umweltprüfungen.
Was ist ein Verbundwerkstoff?
Ein Verbundwerkstoff besteht aus zwei oder mehr Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften, die kombiniert werden, um eine bessere Leistung als die Einzelkomponenten zu erzielen.
Typischerweise sind diese Fasern (wie Kohlenstoff, Glas oder Aramid) in eine Polymermatrix eingebettet, die sie zusammenhält. Diese Schichtstruktur macht Verbundwerkstoffe im Verhältnis zu ihrem Gewicht besonders stabil, aber auch komplex zu analysieren: Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Phasen können unter Belastung zu unvorhersehbarem Verhalten führen.
Wie funktioniert die Prüfung von Verbundwerkstoffen?
Beim Testen eines Verbundwerkstoffs geht es nicht nur darum, ihn zu zerbrechen, um seine Festigkeit zu ermitteln. Es gilt, sein Verhalten auf Zug-, Druck-, Biege- und Schlagbelastungen sowie auf Umweltbedingungen zu bewerten und zu untersuchen, wie sich diese im Laufe der Zeit unter realen Betriebsbedingungen verändern.
Die Hauptschwierigkeit liegt gerade in ihrer heterogenen Natur: Schon kleine Abweichungen in der Faseranordnung oder der Matrixqualität können die Leistung erheblich beeinträchtigen.
Deshalb werden standardisierte und wiederholbare Methoden eingesetzt, um vergleichbare und zuverlässige Ergebnisse zu erzielen.
Test
Probieren Sie Extreme
Entdecken Sie die neue Serie von Umweltkammern für kontrollierte Klimaprüfungen.
Umweltprüfung von Verbundwerkstoffen
Neben mechanischer Belastung müssen Verbundwerkstoffe oft auch extremen Umgebungsbedingungen standhalten. Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen, Sonnenlicht und chemische Einflüsse können ihre Eigenschaften mit der Zeit verschlechtern.
Um ihr Verhalten unter realistischen Bedingungen zu untersuchen, werden Laborinstrumente, sogenannte Klimakammern, eingesetzt.
In Klimakammern können wichtige Parameter wie Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit in einer hermetisch abgeschlossenen Umgebung eingestellt, angepasst und überwacht werden.
Zu den gängigsten Verfahren zählen beschleunigte Temperaturzyklen, bei denen schnelle Temperaturschwankungen zwischen -40 °C und +180 °C abgewechselt werden, um die Beständigkeit gegen Temperaturschocks zu beurteilen, oder Langzeit-Feuchtigkeitstests mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95–98 % zur Erkennung von Delamination und Quellung.
Ein weiterer gängiger Test ist die beschleunigte Alterung unter UV-Licht. Diese wird mit Xenonlampen durchgeführt, die monate- oder jahrelange Sonneneinstrahlung in nur wenigen Tagen reproduzieren.
Diese Tests ermöglichen es uns, potenzielle Materialfehler vorherzusehen und verschiedene Formulierungen oder Produktionsprozesse zu vergleichen, bevor wir sie in Betrieb nehmen.
Internationale Normen für die Prüfung von Verbundwerkstoffen
Tests müssen gemäß international anerkannten Standards durchgeführt werden, die Methoden, Parameter und Abnahmekriterien definieren. Zu den am häufigsten verwendeten Standards gehören:
ISO 14125 – Biegefestigkeitsprüfung von Polymermatrix-Verbundwerkstoffen
ISO 527 – Bestimmung der Zugfestigkeitseigenschaften von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen
ASTM D3039 / IEC 60068 – Kombinierte mechanische und umweltbezogene Prüfung von Werkstoffen und Komponenten
Die Einhaltung dieser Standards ist unerlässlich, um die Gültigkeit der Ergebnisse sicherzustellen und sie für Zertifizierungsstellen und Industriekunden akzeptabel zu machen.
Finden Sie nicht den idealen Raum für Ihre Probe?
Bauen Sie Ihre Umgebung direkt online, entsprechend Ihren spezifischen Bedürfnissen
Die FDM-Umweltkammer für die Prüfung von Verbundwerkstoffen
Seit über 70 Jahren entwickelt FDM – Environment Makers praxisnahe und zuverlässige Lösungen im Bereich der Klimasimulation.
Unsere Klimakammern sind das ideale Werkzeug zum Testen von Verbundwerkstoffen.
Darüber hinaus stehen unsere Techniker jederzeit für spezifische Kundenwünsche zur Verfügung, um eine maßgeschneiderte Klimakammer zu entwickeln, die ihren Anforderungen entspricht.
Lesen Sie das untenstehende technische Whitepaper und kontaktieren Sie uns gerne!
Möchten Sie einen Kostenvoranschlag erhalten oder haben Sie Fragen zum Produkt?
Kontaktieren Sie uns, um weitere Informationen über dieses Produkt zu erhalten.
