Das Thermoplastics Testing Center (TTC) der Bayer MaterialScience AG, das sein Know-how als akkreditiertes Prüfzentrum seit knapp zwei Jahren auch externen Partnern anbietet, hat sein Dienstleistungsangebot für die Automobilindustrie um verschiedene Bausteine erweitert. „Wir möchten damit unseren Kunden helfen, die "time-to-market" bei der Produkt- und Anwendungsentwicklung zu verkürzen und dabei höchste Ansprüche an die Qualität und Sicherheit zu erfüllen“, erläutert Dr. Michael Schmidt, Leiter Testing Technology & New Testing Methods beim TTC.
Von großer Bedeutung für die Simulation des Crashverhaltens von Kunststoffbauteilen wie Stoßfängern und Streuscheiben ist das Materialverhalten im Hochgeschwindigkeitsbereich. Das TTC verfügt über neue servohydraulische Schnellzerreißanlagen, mit denen sich die Werkstoffeigenschaften bei Crash-typischen Geschwindigkeiten von bis zu 20 Metern pro Sekunde messen lassen. Ausgehend von den erhaltenen Daten können Kunden Materialkarten für gängige Crash-Simulationsprogramme wie LS-Dyna oder PAM-Crash ermitteln. Diese Karten sind die Grundlage, um ein Versagen der Kunststoffe im Crash-Fall hochpräzise voraussagen zu können.
Praxisnahe Bestimmung der Kratzfestigkeit von Kunststoffen
Eine eigene Entwicklung des TTC ist eine neue, praxisnahe Methode zur Untersuchung der Kratzfestigkeit von Kunststoffteilen. „Das patentierte Verfahren haben wir speziell für den Automobilbau entwickelt. Mit ihm können Anwendungen wie Automobil- und Streuscheiben oder lackierte Stoßfänger, die jeweils höchste Ansprüche an die Kratzfestigkeit erfüllen müssen, untersucht werden“, erläutert Schmidt. Für die Analyse der Kratzfestigkeit werden die Bedingungen, denen ein Automobil im Fahrtwind bei Geschwindigkeiten von bis zu 150 Stundenkilometern ausgesetzt ist, realitätsnah nachgestellt.
Darüber hinaus verfügen die Verarbeitungsspezialisten des TTC über das Know-how zur Herstellung von Kunststoffplatten in optischer Qualität. Diese Platten werden in einem vollautomatisierten Prozess hergestellt und einzeln verpackt. Sie sind daher besonders für anschließende Lackier- oder Coating-Untersuchungen geeignet. Auch Kundenwünsche nach strukturierten Oberflächen können mit den vorhandenen Spritzgießwerkzeugen durch auswechselbare Inserts realisiert werden.
Um die Beständigkeit von thermoplastischen Werkstoffen und Bauteilen gegen die wichtigsten Klimafaktoren wie Strahlung, Wärme, Feuchte und Regen zu beurteilen, hat das TTC seine Prüfverfahren zur künstlichen Bewitterung von Autoinnenraum- und Außenteilen erweitert. „Wir können über die üblichen internationalen Normen hinaus auch nach den Spezifikationen der wichtigsten Automobilhersteller prüfen“, so Schmidt.
Als eines der wenigen Prüfzentren weltweit verfügt das TTC über ein neuartiges Gerät zur lokalen Messung der thermophysikalischen Eigenschaften von Werkstoffen, wie zum Beispiel der Wärme- oder Temperaturleitfähigkeit. „Mit dem kontakt- und zerstörungsfreien Messverfahren können wir zum Beispiel die Wärmeleitfähigkeit eines anisotropen Kunststoffbauteils lokal bestimmen, um die Wärmeabfuhr zu optimieren. Dies ist beispielsweise für die Gehäuse von Elektro- und Elektronikkomponenten wichtig“, so Schmidt.
Einzigartiges Software-Tool auf Basis neuronaler Netze zur Vorhersage der Design and Processing Properties
Eine besondere Hilfe für eine kurze und kostengünstige Bauteilentwicklung ist ein neues, auf dem Markt wohl einzigartiges Software-Tool auf Basis neuronaler Netze, mit dem die Konstruktions- und Verarbeitungskennwerte von Formteilen, die so genannten Design and Processing Properties, vorhersagbar sind. Dieses Tool wurde in der Business Unit Polycarbonates von Bayer MaterialScience von einem interdisziplinären Team aus Werkstoffwissenschaftlern, Physikern, Mathematikern und Chemikern entwickelt. Mit ihm können die Verarbeitungs- und Konstruktionskennwerte von Thermoplasten in Abhängigkeit der Prozessparameter, der Formteildicke und der aufgeprägten Belastungsart in einem Temperaturfenster von -40 °C bis zum Erweichungspunkt des Kunststoffs berechnet werden. Dabei finden auch Effekte Berücksichtigung, die aus der Herstellung des Formteils resultieren – wie etwa Bindenähte oder die Anisotropie mechanischer Eigenschaften. Mit dem Software-Tool ist es auch möglich, das Entformungsverhalten eines Formteils oder dessen Schwindung, die Siegelzeiten und die Prozesszeiten bei der Produktion zu ermitteln. Die Messung sämtlicher in „Design und Processing Properties“ abgebildeten Verarbeitungs- und Konstruktionskenngrößen können beim Thermoplastics Testing Center in Auftrag gegeben werden.
Mit servohydraulischen Schnellzerreißtests an entsprechenden Prüfkörpern lassen sich die Eigenschaften eines Werkstoffs bei Crash-typischen Geschwindigkeiten von bis zu 20 Metern pro Sekunde messen. - Foto: Bayer MaterialScience AG
Kontakt:
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