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02/12/18

Für die Prüfung von Kohlenstofffasern

Renommiertes Luftfahrtunternehmen setzt Prüftechnik von Hegewald & Peschke ein


Prüfung von Composites

Universalprüfmaschine Inspekt 250 kN mit Temperaturkammer

Faserverbundwerkstoffe (Composites) bestehen aus zwei oder mehr Materialien und werden in vielen Bereichen eingesetzt, da sie eine Reihe von Vorteilen, wie etwa ein leichteres Gewicht und zugleich eine hohe Steifigkeit und Festigkeit gegenüber anderen herkömmlichen Materialien aufweisen. So auch auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrt, wo Faserverbundwerkstoffe bereits einen erheblichen Anteil an den verwendeten Materialien stellen. Mit dem Ziel einer weiteren Einsparung an Ressourcen und Energie werden regelmäßig neue Verbundmaterialien entwickelt und erprobt.

Besonders im Luftfahrtbereich, wo sehr hohe Sicherheitsstandards gelten, muss ein neues Material zunächst eine Reihe von Prüfungen durchlaufen, bevor es zum Einsatz kommt. Für die Prüfung eines neuen Faserverbundwerkstoffs hat sich ein renommiertes Luftfahrtunternehmen für die Prüftechnik von Hegewald & Peschke entschieden.

Zum Einsatz kommt hierfür eine Universalprüfmaschine vom Typ Inspekt 250 kN aus dem Hause Hegewald & Peschke sowie eine Temperaturkammer (-70°C bis 250°C), die in der Lage ist, erhöhte oder verringerte Umgebungstemperaturen, wie sie während des Flugbetriebs auftreten, simulieren zu können. Die Komplexität der verschiedenen zu ermittelnden Materialeigenschaften erfordert die Verwendung spezieller Spannzeuge.

Für die Ermittlung der Längsdehnung von Zugversuchen in der Temperaturkammer kommt etwa ein Keilschraubspannzeug mit 250 kN zum Einsatz. Für eine optimale Versuchsauswertung werden diese Zugversuche mit Videoextensometer aufgezeichnet. Ebenfalls in der Temperaturkammer finden Druckversuche mit einer Kegelkeildruck-Prüfvorrichtung nach ASTM-Norm D 6641 und ISO 14126 (Faserverstärkte Kunststoffe – Bestimmung der Druckeigenschaften in der Laminatebene) statt. Als Aufstandsfläche dienen zwei Druckplatten mit einem Durchmesser von jeweils 200 mm. Hierbei handelt es sich um einen Druckversuch mit kombinierter Krafteinleitung. Ein Teil der Krafteinleitung erfolgt über die Probeneinspannung, ein Teil über die Probenenden. Dieses Prüfverfahren wird insbesondere dann eingesetzt, wenn Faserverbundwerkstoffe unter höheren Lasten geprüft werden sollen.

Mit einer 3- und 4-Punkt-Biegevorrichtung werden Biegeversuche nach ASTM-Norm C 393 bei Raumtemperatur an Sandwichplatten für den Innenausbau von Flugzeugen durchgeführt. Sandwichplatten sind eine besondere Form von Schichtverbundwerkstoffen, die typischerweise aus drei Schichten aufgebaut sind, wobei die Außenschichten dünne und steife Deckschichten sind und vorrangig Zug- und Druckkräfte aufnehmen, wohingegen die innere Kernschicht aus Material geringer Dichte besteht, dicker ist und in der Lage ist Schubkräfte zu übertragen. Ermittelt werden hierbei die Biegefestigkeiten und Schubeigenschaften des Sandwichverbunds durch Biegung des Prüfkörpers.

Des Weiteren wird die Längs- wie auch die Querdehnung durch Zugversuche ermittelt. Dazu dient eine V-Kerb-Schervorrichtung, mit der Gelege und Gewebe nach der ASTM-Norm D 7078 geprüft werden. Über die obere und die untere Spannklemme des Prüfwerkzeugs, die während des Versuchs in Zugrichtung bewegt werden, wird die Schubverformung eingebracht. Dabei entsteht durch die Kerbe im Prüfkörper eine Schubspannungskonzentration, die schließlich zum Bruch der Probe führt. 


 

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