Analyse von Fasern Software erkennt Faserlängen und wertet sie aus

Werden Faserverbundwerkstoffe belastet, so steht und fällt ihre mechanische Stabilität mit der Längenverteilung der genutzten Fasertype. Das SKZ in Würzburg hat jetzt eine Software entwickelt, die Aufschluss gibt über diese wichtige Eigenschaft von Composites.

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Durch die Verstärkung mit Fasern können Kunststoffe mit herausragenden mechanischen und thermischen Eigenschaften hergestellt werden. Vor allem die resultierenden Festigkeiten und Zähigkeiten sind erheblich von der Faserlänge beziehungsweise der Faserlängenverteilung abhängig. Mit Hilfe der vom SKZ in Würzburg neu entwickelten Software namens Fiver ist es laut SKZ-Experten nun sehr einfach und schnell möglich, Faserlängenverteilungen automatisch zu erfassen; auch bei langen, gekrümmte und überkreuzt liegenden Fasern gelingt diese Analyse, wie es heißt.

Automatische Analyse für jede Lage und Form von Fasern

Bei der Herstellung von faserverstärkten Bauteilen durchlaufen Fasern einen speziellen Verarbeitungsprozess und werden dadurch zwangsläufig etwa durch Scherspannungen belastet sowie unter Umständen geschädigt und in ihrer Länge reduziert. Dabei sind unterschiedliche Mechanismen wirksam, die sowohl durch die Prozessführung als auch die Formteil- beziehungsweise Werkzeuggestaltung beeinflusst werden können:

• • Faser/Faser-Interaktion

• • Interaktion der Fasern mit den schmelzeführenden Oberflächen

• • Faser/Polymer-Wechselwirkungen

Für die Bestimmung der Faserlängenverteilung werden Bauteilproben thermisch verascht, die Fasern in einer Flüssigkeit verteilt und direkt in einer Petrischale gescannt. Abschließend erfolgt mittels der am SKZ entwickelten Software Fiver (Fibre Verification) die Faserlängenanalyse und -auswertung.

Aufgrund der Leistungsfähigkeit von Fiver bei der automatischen Erkennung von Fasern in allen möglichen Lagen, Formen und Längen, entfallen die ansonsten erforderliche sehr aufwendige Probenpräparation oder auch die manuellen Schritte, die sonst zur Fasererkennung notwendig sind.

In unter zwei Minuten zur Ergebnisdarstellung

Mit der neuen Software können Scans (Bilddateien) mit bis zu 170 Megapixeln und mehr als 10.000 Fasern verarbeitet werden. Mehrere Fraktionen gescannter Fasern lassen sich bei Bedarf zusammenfassen, um so bis zu 300.000 Fasern geschlossen statistisch auszuwerten und darzustellen, betont der Anbieter. Alle in der Software durchgeführten Bearbeitungsschritte seien mit den gewählten Einstellungen speicherbar, so dass im Falle von umfangreichen Faserscans Bilder im Batch-Modus automatisch ausgewertet werden können, heißt es.

Neben einem druckbaren Ergebnisprotokoll ist es möglich, die erkannten Faserlängen und Längenklassen in einem Excel-kompatiblen Format auszugeben. Innerhalb von Fiver sind histografische und numerische Darstellungen der Faserlängen nach der Häufigkeit, der Anzahl und dem Längenanteil wählbar. Eine Auswertung bis zur Ergebnisdarstellung bei vorhandenem Faserscan benötigt in der Regel weniger als 2 min.

SKZ bietet Faserlängenanalyse als Dienstleistung an

Das SKZ bietet interessierten Kunden die Analyse der Faserlängenverteilung als Dienstleistung an. Zusätzlich ist es möglich die Software zu erwerben. Aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit der Software und der damit sehr schnellen Ergebnisdarstellung eigne sich das System beispielsweise auch für den unmittelbaren Einsatz vor Ort zur Qualitätssicherung oder Prozessanalyse.

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