Analytik

Mechanische Analysen

Die Kenntnis mechanischer Kennwerte ist essentiell bei der Erprobung von Materialien und Produkten. Dabei wird die Vergleichbarkeit Ihrer Ergebnisse durch Einhaltung etablierter Prüfnormen garantiert. Unter Verwendung unserer dynamischen Universalprüfmaschine und der für die jeweilige Prüfung am Standort verfügbaren Vorrichtungen können wir u. a. folgende mechanische Untersuchungen anbieten

Bestimmung der Zug- und Druckeigenschaften (Festigkeit, Steifigkeit, Bruchdehnung etc.) von Kunststoffen mit und ohne Faserverstärkung

Ermittlung von Biege-, Scher- und Schubeigenschaften

Bestimmung der Bruchzähigkeit von Verbindungen im G1c-Test

Dynamische Prüfungen zur Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens bei unterschiedlichen Belastungsarten im Universalresonanzpulsator

Untersuchung der mechanischen Belastbarkeit von hybriden Bauteilen in der Wirkzone der Grenzfläche

Für die Mehrzahl der aufgeführten Prüfmethoden besteht die Möglichkeit, komplementierend eine optische Dehnungs- und Verformungsanalyse mithilfe des am Standort verfügbaren Aramis-Systems durchzuführen. Auf diese Weise gelingt es beispielsweise, Spannungsüberhöhungen in Bauteilen in realen Lastfällen sichtbar zu machen. Ein Beispiel einer solchen Messung ist in den nebenstehenden Abbildungen für ein 3D-gedrucktes Bauteil dargestellt.

Rheologische Analyse

In nahezu jedem kunststofftechnischen Fertigungsverfahren werden polymere Werkstoffe im schmelzeförmigen Zustand verarbeitet. Die genaue Kenntnis ihres Fließverhaltens ist für eine sichere Prozessauslegung unabdingbar. Mithilfe des am Standort verfügbaren Oszillazions-Rheometers lassen sich unter anderem folgende rheologische Eigenschaftensbestimmungen durchführen

Bestimmung der (komplexen) Viskosität in Abhängigkeit der Temperatur und Schergeschwindigkeit

Charakterisierung der Viskoelastizität durch Quantifizierung elastischer (Speichermodul G‘) und viskoser (Verlustmodul G‘‘) Anteile von polymeren Werkstoffen und deren Zusammenhänge (Verlustfaktor tan d)

Nachweis eines strukturviskosen, dilatanten oder newtonschen Fließverhaltens

Detaillierte Beschreibung der Aushärtekinetik reaktiver Harzsysteme in Abhängigkeit der Temperatur und Zeit

Bestimmung des Gelpunktes aushärtender Systeme

Charakterisierung der dielektischen Eigenschaften (Ionenleitfähigkeit bzw. Ionenviskosität, dielektischer Verlustfaktor) in einem sehr breiten Frequenzspektrum

Überführung rheologischer Kennwerte in mathematische Modelle (z. B. Potenzansatz nach Ostwald/de Waele, Carreau-Ansatz, WLF)

Thermische Analyse

Mithilfe der Dynamischen Differenzkalorimetrie (engl. Differential Scanning Calorimetry, DSC) kann das thermische Verhalten vieler Werkstoffe transparent gemacht werden. Insbesondere in Kombination mit der rheologischen Analyse bildet die DSC ein mächtiges thermoanalytisches Werkzeug, mit dem sich eine Vielzahl wesentlicher Materialkennwerte ermitteln lässt.

Identifikation wesentlicher Phasenübergänge und charakteristischer Temperaturbereiche (z.B. Schmelzpunkt, Glasübergangs-, Einfrier- und Zersetzungstemperatur etc.)

Bestimmung des Kristallisationsgrad teilkristalliner Thermoplaste

Charakterisierung der Aushärtekinetik (Reaktionsgeschwindigkeit, Aushärte- bzw. Vernetzungsgrad) reaktiver Systeme 

Ermittlung der spezifischen Wärmekapazität

Enthalpiebestimmung (endotherm und exotherm) bei Phasen-umwandlungen und chemischen Reaktionen

Grundsätzlich lassen sich mithilfe der rheologischen Analyse und thermischen Analyse sowohl Thermoplaste als auch vernetzende Systeme (Duromere und Elastomere) charakterisieren.

Strukturanalysen

Die Analyse von Strukturen und Morphologie durch mikroskopische Verfahren bietet schnell und zuverlässig aussagekräftige Ergebnisse zur Beurteilung von Schadens- und Qualitätsparametern. Unter anderem können folgende Strukturuntersuchungen durchgeführt werden

Bestimmung des Faservolumengehalts durch computergestützte, optische Bildauswertung

Detektion und Vermessung von Poren sowie quantitative Bestimmung der Porösität in Laminaten und Halbzeugen

Bewertung der Maßhaltigkeit von Bauteilen

Bestimmung von Verteilungsfunktionen von Füllstoffen bzw. Verstärkungsfasern

Untersuchung von Bruchflächen von Couponproben oder Bauteilen als Maßnahme der Schadensanalyse

Die sorgfältige Vorbereitung der mikroskopischen Proben unter Verwendung geeigneter Präparationsverfahren ist von zentraler Bedeutung für die Aussagekraft der mikroskopischen Analyse. Hierzu stehen am Standort verschiedene Einbettungsmethoden sowie eine Probenschleifmaschine zur Erzielung höchster Oberflächengüten zur Verfügung.

Prozessanalysen

Die Kenntnis relevanter Maschinen- und Prozessdaten ist für robuste Prozesse essentiell. Schwachstellen und Verbesserungspotentiale frühzeitig zu identifizieren und digitale Daten online zu überwachen, können dazu beitragen, im Sinne der Industrie 4.0 die Qualität von Bauteil und Prozess zu steigern. Mit Fokus auf automatisierte Legetechnologien bieten wir unter anderem folgende Dienstleistungen an

Thermographische Online-Überwachung des AFP- und ATL-Legeprozesses im Hinblick auf auftretende Defekte

Thermische Analyse von Maschinenteilen mittels mobiler Thermokamera, z.B. zur Beurteilung von lokaler Bauteilüberhitzung

Online-Überwachung der Materialqualität bei der Herstellung von imprägnierten Faserbändern (Harzgehalt, Imprägnierqualität etc.)