CCeV: Neuer Prüfstandard für die Schubprüfung von faserverstärkten Kunststoffen

Der Schubrahmen der Grasse Zur Ingenieurgesellschaft mbH im Einsatz in einer Standard-Zugprüfmaschine.

Die DIN SPEC 4885 ist ein neues, innovatives Prüfverfahren für die Kennwertbestimmung an faserverstärkten Kunststoffen. Es erlaubt eine schnellere und präzisere Werkstoffcharakterisierung. Die Grasse Zur Ingenieurgesellschaft aus Berlin hat die DIN SPEC 4885 in enger Abstimmung mit der Arbeitsgruppe "Standardisierung und Normung" des Carbon Composites e.V. (CCeV) entwickelt.

Aufgrund ihrer exzellenten Werkstoffeigenschaften - sehr hohe Festigkeiten und Steifigkeiten bei sehr geringem Gewicht - besitzen Faserverstärkte Kunststoffe (FVW) ein hohes Potenzial, um Produkte gleichzeitig leichter und stabiler zu machen. Da es theoretisch eine unendliche Anzahl an verschiedenen FVW gibt, kommt der Werkstoffprüfung bei FVW eine besonders große Bedeutung zu.

Das in der DIN SPEC 4885 standardisierte Prüfverfahren wurde an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) entwickelt und im Rahmen einer Dissertation wissenschaftlich bewertet. Das Schubprüfverfahren bietet einige Vorteile für die Kennwertbestimmung im Vergleich zu bestehenden Verfahren:

Geringere Streuung der Versuchsergebnisse
Exaktere Bestimmung von Kennwerten aufgrund höherer Auflösung der Schubfeldgröße
Geringerer Einfluss von Fertigungsungenauigkeiten
Geringerer Einfluss von Randeinflüssen
Geringere Einfluss von Inhomogenitäten aufgrund der Einspannung

Die Grasse Zur Ingenieurgesellschaft mbH (GZI) hat das Verfahren weiterentwickelt, so dass es für den Einsatz in der Serienprüfung im industriellen Umfeld geeignet ist. Bei einer Gesamtlaufzeit des Projektes von nur sechs Monaten war eine enge Zusammenarbeit mit den Anwendern besonders wichtig. Die rund 30 Mitglieder der Arbeitsgruppe "Standardisierung und Normung" im Carbon Composites e.V. luden daher die Fachleute von GZI zu ihrer Sitzung ein. Dort wurde das Prüfverfahren vorgestellt, intensiv diskutiert und bewertet. Anschließend wurde die DIN SPEC 4885 in drei Workshops von einigen Mitgliedern der AG innerhalb von nur sechs Wochen bis zur Druckreife erarbeitet. "Wir stehen hinter diesem Verfahren", so Franz Fendt, Leiter der CCeV-AG, "und die Praxistauglichkeit, die durch die enge Zusammenarbeit gewährleistet ist, ist das beste Qualitätssiegel für die DIN SPEC 4885." Fendt wird am 8. April 2014 auf der Hannover Messe einen Vortrag zu diesem Thema halten.

Malte Zur, Geschäftsführer von GZI, beschreibt die Vorteile des standardisierten Prüfverfahrens: "Das Schubprüfverfahren mittels Schubrahmen bietet eine qualitativ hochwertige Bestimmung der Schubeigenschaften und wird bereits heute in der Industrie eingesetzt. Dieses Verfahren in einer DIN SPEC zu standardisieren, ist aus unsere Sicht ein logischer Schritt."

Eine DIN SPEC bietet die Möglichkeit, ein spezielles Thema, zu dem ein konkreter Bedarf besteht, in eine Spezifikation zu überführen und am Markt für alle Teilnehmer schnell verfügbar zu machen. Das Prüfverfahren aus der DIN SPEC 4885 wird von der BMW Group bei der Entwicklung von Strukturbauteilen aus FVK - insbesondere CFK - verwendet, aus dem die Fahrgastzellen des vollelektrischen BMW i3 und des Plug-in-Hybrid-Sportwagens BMW i8 bestehen. Die BASF SE wendet das in der DIN SPEC 4885 beschriebene Verfahren für die Entwicklung und Prüfung von Hochleistungs-FVK für den automobilen Leichtbau an. Die DIN SPEC wird auch in den Projekten des Spitzenclusters MAI Carbon, einer Initiative des CCeV, praktisch angewendet.

Über CCeV
Carbon Composites e.V. (CCeV) ist ein Verbund von Unternehmen und Forschungseinrichtungen, der die gesamte Wertschöpfungskette der Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffe abdeckt. CCeV vernetzt Forschung und Wirtschaft in Deutschland, Österreich und der Schweiz.

CCeV versteht sich als Kompetenznetzwerk zur Förderung der Anwendung von Faserverbundwerkstoffen. Die Aktivitäten von CCeV sind auf die Produktgruppe „Marktfähige Hochleistungs-Faserverbundstrukturen“ ausgerichtet. Schwerpunkte liegen auf Faserverbundstrukturen mit Kunststoffmatrices, wie sie aus vielen Anwendungen auch einer breiteren Öffentlichkeit bekannt sind, sowie auf Faserverbundstrukturen mit Keramikmatrices mit ihren höheren Temperatur- und Verschleißbeständigkeiten.

CCeV wurde 2007 gegründet und umfasst derzeit (November 2013) 235 Mitglieder, darunter 48 Forschungseinrichtungen, 43 Großunternehmen, 116 kleine und mittlere Unternehmen, 22 assoziierte Mitglieder sowie sechs unterstützende Organisationen. Sitz des Vereins ist Augsburg.

Weitere Informationen: www.carbon-composites.eu, www.grassezur.de

Carbon Composites e.V., Augsburg

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