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Kunststoffprüf-Methoden Neues Testsystem beurteilt Sandwichkern-Schaumstoffe

Redakteur: Peter Königsreuther

Das Fraunhofer-Institut für chemische Technologie (ICT) hat einen hydrostatischen Druckprüfstand entwickelt, der die Druckfestigkeit von Schaumstoffen temperaturabhängig checken kann.

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Um die Einsatzfähigkeit von Schaumstoffen für Leichtbau-Sandwiches unter Temperatur zu testen, hat das Fraunhofer-ICT diesen hydrostatischen Druckprüfstand entwickelt.
Um die Einsatzfähigkeit von Schaumstoffen für Leichtbau-Sandwiches unter Temperatur zu testen, hat das Fraunhofer-ICT diesen hydrostatischen Druckprüfstand entwickelt.
(Bild: Fraunhofer-ICT)

Polymerschaumstoffe und die Herstellung von Sandwich-Materialverbünden mit Decklagen aus faserverstärktem Kunststoff sind Spezialgebiete, die am Fraunhofer-ICT erforscht werden. Sandwichstrukturen mit Schaumstoffen als Kernmaterial bringen in diesem Zusammenhang ein sehr hohes Leistungsniveau aus Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig sehr geringem Gewicht ins Spiel, heißt es weiter. Damit man in Zukunft besser abschätzen kann, ob sich Schaumstoffe für den Einsatz in Leichtbau-Verbundwerkstoffen eignen, hat das ICT den speziellen Druckprüfstand entwickelt, mit dem Schäume mit Blick auf ihre temperaturabhängige Druckfestigkeit charakterisiert werden können.

Praxisgerechte Schaumstoffprüfung bestätigt ihre Tauglichkeit

„Das Besondere ist, dass wir mit dem neuen Prüfstand mithilfe von inertem Silikonöl einen von allen Seiten auf einen Prüfkörper wirkenden, hydrostatischen Druck aufbauen können“, erläutert Susanne Lüssenheide, Leiterin des Prüflabors am Fraunhofer ICT. Das gesamte System kann zusätzlich temperiert werden, um so Verarbeitungsbedingungen bei der Herstellung von Sandwich-Materialverbünden mit Faserverbund-Decklagen nachzustellen, führt Lüssenheide weiter aus. Somit könnten die Schaummaterialien praxisnah auf ihre Eignung als Sandwichkerne geprüft werden. Erste Prüfroutinen mit dem neu entwickelten Testverfahren sollen bestätigen, dass die damit generierten Daten sich beispielsweise für eine Simulation des Fertigungsprozesses im Resin-Transfer-Moulding (RTM) optimal nutzen lassen.

Vielfältige Modalitäten für Schaumstofftests sind einstellbar

Testbedingungen mit Temperaturen bis 150 °C und Drücken von 50 bar können damit eingestellt werden. Eine präzise Datenerfassung von Temperatur, Druck und Volumenstrom sei während des gesamten Versuchs gewährleistet. Das Deformationsverhalten der Schäume kann folglich durchgängig quantifiziert werden, heißt es weiter. Auch Anisotropien in den Schaumstrukturen würden dabei erfasst. In einem voll automatisierten Testablauf mit maßgeschneiderter Software können diverse Prüfroutinen (konstanter Druck, konstanter Volumenstrom oder eine Druckrampe) vorgegeben werden. Aus den aufgezeichneten Daten aus einem Testverlauf werden dann die Druckfestigkeit sowie die Drucksteifigkeit (Kompressionsmodul unter Druck) bestimmt, erklären die Pfinztaler Forscher.

Im Prüflabor des ICT können polymere Werkstoffe vom Rohstoff bis zum Bauteil umfassend untersucht werden, merken die Experten an. Der hydrostatische Druckprüfstand steht im Übrigen samt Expertise ab sofort für Industriekunden zur Verfügung.

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