IKV: Untersuchung der Lebensdauer von TPE unter multiaxial-dynamischer Beanspruchung

Unter den Polymerwerkstoffen gewinnt die Werkstoffklasse der thermoplastischen Elastomere (TPE) immer mehr an Bedeutung. Um technische Bauteile aus TPE aber sicher und effizient auslegen zu können, ist die Kenntnis der Lebensdauer von besonderer Wichtigkeit. Am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV, www.ikv-aachen.de) in Aachen wurde daher ein Prüfsystem entwickelt, das in zeitsparenden Versuchen die Bewertung der Lebensdauer ermöglicht.

TPE kombinieren im Idealfall die Gebrauchseigenschaften von Gummi und die Verarbeitungseigenschaften von Thermoplasten und schließen damit die Lücke zwischen den Elastomer- und den Thermoplastwerkstoffen. Aufgrund der vielfältigen Kombinationsmöglichkeiten von Hart- und Weichphase lassen sich maßgeschneiderte Eigenschaften wie Verformungsverhalten, Medienbeständigkeit und thermische Beständigkeit erzielen. Über das Verhältnis zwischen Elastomer- und Thermoplastbestandteilen kann eine ganze Palette von weichen Folien bis hin zu sehr zähen, Leder ähnlichen Kunststoffen hergestellt werden.

Bisherige Untersuchungen charakterisieren TPE allerdings nur mit einachsigen Beanspruchungen, das Material wird aber im realen Einsatz in der Regel mehrachsig belastet. Hier setzt das neu entwickelte Prüfsystem des IKV an: ein bestehendes mehrachsiges Elastomerprüfsystem wurde modifiziert und mit einem optischem 3D-Verformungsmesssystem ausgestattet. Damit werden multiaxial-dynamische Werkstoffprüfungen an verschiedenen TPE-Typen durchgeführt. Durch den Einsatz von zwei synchronisierten Kameras ist es möglich, Dehnungen an gekrümmten Oberflächen zu erfassen und grafisch darzustellen. Die Durchführung von Hysteresis- und Laststeigerungsversuchen mit gleichzeitiger Beurteilung der lokalen Dehnungen erlaubt somit eine zeiteffiziente Bewertung der Lebensdauer von thermoplastischen Elastomeren.

Kontakt:
Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV)
Dipl.-Ing. Andreas Schobel
Tel. 0241 80-28358
schobel@ikv.rwth-aachen.de

Bild: Darstellung der Dehnungsverteilung eines Probekörpers

Institut für Kunststoffverarbeitung, Aachen

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