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Werkstoffcharakterisierung

Neuer Prüfstandard für die Schubprüfung

| Redakteur: Frauke Finus

Mit dem Schubrahmen der Grasse Zur Ingenieurgesellschaft (GZI), hier im Einsatz in einer Standard-Zugprüfmaschine, werden Schubspannungen praxisorientierer ermittelt.
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Mit dem Schubrahmen der Grasse Zur Ingenieurgesellschaft (GZI), hier im Einsatz in einer Standard-Zugprüfmaschine, werden Schubspannungen praxisorientierer ermittelt. (Bild: CCeV)

In nur sechs Wochen haben eine Arbeitsgruppe des Carbon Composites e.V. und die Ingenieurgesellschaft Grasse Zur die DIN SPEC 4885 zur Druckreife gebracht. Die DIN SPEC 4885 ist ein Prüfstandard zur Schubprüfung von faserverstärkten Kunststoffen.

Die DIN SPEC 4885 ist ein neues Prüfverfahren für die Kennwertbestimmung an faserverstärkten Kunststoffen. Es erlaubt eine schnellere und präzisere Werkstoffcharakterisierung erklärt der Carbon Composites e.V., der in enger Abstimmung mit der Grasse Zur Ingenieurgesellschaft (GZI) aus Berlin die DIN SPEC 4885 entwickelt hat. Aufgrund ihrer guten Werkstoffeigenschaften, wie sehr hohe Festigkeiten und Steifigkeiten bei geringem Gewicht, besitzen Faserverstärkte Kunststoffe (FVW) ein hohes Potenzial, um Produkte gleichzeitig leichter und stabiler zu machen. Da es theoretisch eine unendliche Anzahl an verschiedenen FVW gibt, kommt der Werkstoffprüfung bei FVW eine große Bedeutung zu.

Für den Einsatz in der Serienprüfung im industriellen Umfeld geeignet

Das in der DIN SPEC 4885 standardisierte Prüfverfahren wurde an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) entwickelt und im Rahmen einer Dissertation wissenschaftlich bewertet. Das Schubprüfverfahren bietet laut Carbon Composites e.V. einige Vorteile für die Kennwertbestimmung im Vergleich zu bestehenden Verfahren. Das seien eine geringere Streuung der Versuchsergebnisse, exaktere Bestimmung von Kennwerten aufgrund höherer Auflösung der Schubfeldgröße, geringerer Einfluss von Fertigungsungenauigkeiten und geringerer Einfluss von Randeinflüssen und geringerer Einfluss von Inhomogenitäten aufgrund der Einspannung.

Die GZI hat das Verfahren weiterentwickelt, so dass es für den Einsatz in der Serienprüfung im industriellen Umfeld geeignet ist. Bei einer Gesamtlaufzeit des Projektes von sechs Monaten war eine enge Zusammenarbeit mit den Anwendern besonders wichtig. Die rund 30 Mitglieder der Arbeitsgruppe Standardisierung und Normung im Carbon Composites e.V. luden daher die Fachleute von GZI zu ihrer Sitzung ein. Dort wurde das Prüfverfahren vorgestellt, intensiv diskutiert und bewertet. Anschließend wurde die DIN SPEC 4885 in drei Workshops von einigen Mitgliedern der AG innerhalb von nur sechs Wochen bis zur Druckreife erarbeitet. Das Schubprüfverfahren mittels Schubrahmen bietet laut GZI eine qualitativ hochwertige Bestimmung der Schubeigenschaften und wird bereits heute in der Industrie eingesetzt. Dieses Verfahren in einer DIN SPEC zu standardisieren, ist aus Sicht des GZI ein logischer Schritt.

Das Prüfverfahren aus der DIN SPEC 4885 wird zum Beispiel von der BMW Group bei der Entwicklung von Strukturbauteilen aus FVK, insbesondere CFK, verwendet, aus dem die Fahrgastzellen des vollelektrischen BMW i3 und des Plug-in-Hybrid-Sportwagens BMW i8 bestehen. Die DIN SPEC wird ebenfalls in den Projekten des Spitzenclusters MAI Carbon, einer Initiative des Carbon Composites e.V., praktisch angewendet. ■

* Weitere Informationen: Carbon Composites e.V. in 86159 Augsburg, doris.karl@carbon-composites.eu, www.carbon-composites.eu

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