Prüfung von mechanischen Eigenschaften an CFK-Proben

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), auch als Carbon bekannt, zeichnen sich durch ihre Kombination aus hoher Festigkeit und geringem Gewicht aus. Diese Eigenschaften machen sie ideal für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, dem Fahrzeugbau sowie im Sportgerätebereich. Aufgrund ihrer anisotropen Struktur – höhere Festigkeit und Steifigkeit in Faserrichtung im Vergleich zur Querbelastung – ist es jedoch unerlässlich, die mechanischen Eigenschaften von CFK-Materialien in verschiedenen Belastungsrichtungen zu testen.

Prüfungen in unterschiedlichen Belastungsrichtungen

Um die mechanischen Eigenschaften umfassend zu bewerten, können mit der Universalprüfmaschine inspekt 250kN von Hegewald & Peschke verschiedene Prüfmethoden angewendet werden, darunter Zug-, Biege- und Druckversuche. Diese sind besonders wichtig, da Biegeversuche oft präzisere Ergebnisse liefern, wenn die Materialsteifigkeit sehr hoch ist und ein Zugversuch nicht ausreichend geeignet ist, um relevante Kennwerte zu ermitteln.

Temperaturabhängige Prüfungen

CFK-Materialien sind in vielen Einsatzbereichen – etwa in der Luftfahrt oder im Automobilbau – extremen Temperaturbedingungen ausgesetzt. Daher ist die Prüfung unter variierenden Temperaturen essenziell, um die Leistungsfähigkeit des Materials unter realen Bedingungen zu bewerten. Mit der Erweiterung der Prüfmaschine durch eine Temperierkammer können Belastungstests bei Temperaturen von -70°C bis +350°C durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine zuverlässige Bewertung der Materialeigenschaften unter verschiedenen thermischen Bedingungen.

Präzise Dehnungsmessung mit Videoextensometer

Für die genaue Ermittlung der Dehnung in und außerhalb der Temperaturkammer kommt ein Videoextensometer zum Einsatz. Das optische Messprinzip dieses Systems sorgt für eine kontaktlose und somit beschädigungsfreie Dehnungsmessung, selbst bei sprödem Bruchverhalten des Materials.

Flexible Handhabung durch hydraulische Spannzeuge

Die Verwendung von Hydraulikspannzeugen gewährleistet eine optimale Probeneinspannung, wodurch Verfälschungen der Prüfergebnisse vermieden werden. Alle Prüfwerkzeuge sind auf eine maximale Prüfkraft von 250 kN ausgelegt, was eine große Bandbreite an Prüfmethoden ermöglicht und die Maschine flexibel einsetzbar macht.

Fazit

Mit der Universalprüfmaschine inspekt 250kN und den ergänzenden Temperierkammern sowie Videoextensometern können umfassende und genaue mechanische Prüfungen an CFK-Proben durchgeführt werden. Dies bietet eine ideale Lösung zur Bewertung der Materialeigenschaften in anspruchsvollen Anwendungsbereichen.