Zwick: Vereinfachte Druckprüfung an faserverstärkten Kunststoffen

Dank der speziellen Materialeigenschaften werden faserverstärkte Kunststoffe häufig im Flugzeug-, Fahrzeugzeug-, Bootsbau, im Hochleistungssport (Rennräder, Skier, Pfeilbögen) und für Rotoren von Windkraftwerken eingesetzt. Im Vergleich zu metallischen Werkstoffen ermöglicht dieses Material Verbesserungen in der Steifigkeit und Festigkeit bei niedriger Dichte. Um die hohen Beständigkeitsanforderungen zu testen, wurde ein Tool mit hydraulischer Probenklemmung entwickelt, das sich gegenüber herkömmlichen, komplizierten mechanischen Vorrichtungen durch eine Reihe von technischen und wirtschaftlichen Vorteilen auszeichnet:

• Zeitersparnis durch ein gravierend vereinfachtes Handling der Proben und eine wesentlich verringerte Prüfzeit der Serie

• Genauere, reproduzierbare Ergebnisse durch die Vermeidung von Fehlerquellen und Reduktion der Zahl der ungültigen Prüfungen.

• Flexibilität durch eine variable Vorrichtung, die es erlaubt, viele unterschiedliche Prüfkörpergeometrien zu prüfen.

Die neue Druckprüfeinrichtung von Zwick (www.zwick.de), von der IMA Materialforschung und Anwendungstechnik in Dresden entwickelt und patentiert, wird speziell für Prüfungen an kohlestofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) und glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) mit unidirektionaler Faserverstärkung eingesetzt. Sie wurde zur Bestimmung der Druckeigenschaften entwickelt und eignet sich für die Prüfung in Anlehnung an prEN 2850, DIN EN ISO 14126, DIN 65380, QVA-Z10-46-38.

Die offene C-Gestellbauweise gewährleistet einen bequemen Probenwechsel. Außerdem vereinfacht sie den Einsatz von Längenänderungs-Messsystemen. Der Probekörper ist durch diese Bauweise extrem genau ausgerichtet. Toleranzen aus dem Prüfaufbau - wie sie bei Vorrichtungen mit Keilspannung beispielsweise vorkommen - werden vermieden. Die optimierte Probenführung minimiert Messfehler und Streuungen. Auch eine Verfälschung der Messergebnisse durch Reibkräfte wird weitestgehend ausgeschlossen aufgrund einer reibungsarmen Kugelführung in dieser Druckvorrichtung.

Die hydraulische Spannkrafterzeugung garantiert eine zuverlässige und reproduzierbare Probeneinspannung. Die Spannkraft wird gleichmäßig auf die Probe aufgebracht und die Probe dadurch sicher gespannt.

Auch der Probenwechsel sowie die Inspektion und Reinigung der Spannflächen ist aufgrund der magnetischen Halterung der beweglichen Spannbacken einfach zu bewerkstelligen.

Auch bei hohen oder tiefen Temperaturen lässt sich die Vorrichtung bei der entsprechenden Materialauswahl einsetzen. Die Prüfung kann im Temperaturbereich von -60 bis +95° C erfolgen. Durch die Möglichkeit, mechanische oder optische Dehnungsmessverfahren einzusetzen, kann in vielen Fällen auf die zeitaufwendige Instrumentierung der Proben mit Dehnmessstreifen verzichtet werden.

Bild: Druckvorrichtung mit hydraulischer Probenklemmung

Zwick GmbH & Co KG, Ulm

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