Fraunhofer ICT: Druckprüfstand zur Qualifizierung von Polymerschäumen für Sandwichkerne

10.12.2020

Der temperierbarere hydrostatische Druckprüfstand steht Industriekunden zur Verfügung. (Foto: Fraunhofer ICT)

Der temperierbarere hydrostatische Druckprüfstand steht Industriekunden zur Verfügung. (Foto: Fraunhofer ICT)

Polymerschäume und die Herstellung von Sandwich-Materialverbünden mit Decklagen aus faserverstärktem Kunststoff sind Spezialgebiete, die am Fraunhofer ICT, Pfinztal, erforscht werden. Sandwichstrukturen mit Schaumstoffen als Kernmaterial haben ein sehr hohes Leistungsniveau aus Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig sehr geringem Gewicht. Um die Eignung von Schaumstoffen für den Einsatz in Leichtbau-Verbundwerkstoffen abzuschätzen, hat das Fraunhofer ICT einen hydrostatischen Druckprüfstand entwickelt, an dem Schäume hinsichtlich ihrer temperaturabhängigen Druckfestigkeit charakterisiert werden können.

„Die Besonderheit ist es, dass wir mit unserem neuen Prüfstand mittels eines inerten Silikonöls einen allseitigen, hydrostatischen Druck auf eine polymere Schaumprobe aufbringen können“, erläutert Susanne Lüssenheide, Leiterin des Prüflabors am Fraunhofer ICT. „Das gesamte System kann zusätzlich temperiert werden, um so Verarbeitungsbedingungen bei der Herstellung von Sandwich-Materialverbünden mit Faserverbund-Decklagen nachzustellen.“ Somit können die Schaummaterialien auf ihre Prozesseignung als Sandwichkerne geprüft werden. Erste Prüfroutinen mit dem neu entwickelten Testverfahren bestätigen, dass die damit generierten Daten sich bspw. für eine Simulation des Fertigungsprozesses im Resin-Transfer-Moulding (RTM) verwenden lassen.

Prüfkörper (Polymerschaum als Sandwichkernmaterial) in der temperierten Druckprüfkammer. (Foto: Fraunhofer ICT)

Prüfkörper (Polymerschaum als Sandwichkernmaterial) in der temperierten Druckprüfkammer. (Foto: Fraunhofer ICT)

Testbedingungen mit Temperaturen bis zu 150 °C und Drücken von 50 bar sind dabei möglich. Eine präzise Datenerfassung von Temperatur, Druck und Volumenstrom sind während des gesamten Versuchs gewährleistet. Das Deformationsverhalten der Schäume kann somit durchgängig quantifiziert werden. Auch Anisotropien der Schaummaterialien werden erfasst. In einem voll automatisierten Testablauf mit maßgeschneiderter Software können diverse Prüfroutinen wie konstanter Druck, konstanter Volumenstrom oder eine Druckrampe vorgegeben werden. Aus den aufgezeichneten Daten werden Druckfestigkeit sowie Drucksteifigkeit (Kompressionsmodul unter Druck) bestimmt.

Im Prüflabor des Fraunhofer ICT werden polymere Werkstoffe entlang der gesamten Prozesskette, vom Rohstoff bis zum Bauteil umfassend untersucht. Der hydrostatische Druckprüfstand steht samt Expertise ab sofort Industriekunden zur Verfügung.

www.ict.fraunhofer.de

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