Gummi-Werkstoffe für extreme Belastungen
Industrie verlangt nach detailliert analysierten Hochleistungselastomeren.
Die Elektromobilität nimmt immer mehr Fahrt auf und in Verbrennungsmotoren steigen die Temperaturen. Deshalb erwartet die Automobilindustrie einen verstärkten Forschungs- und Entwicklungsbedarf insbesondere bei Spezial- und Hochleistungselastomeren. Auf diese Herausforderungen hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF reagiert und die neue Arbeitsgruppe „Elastomertechnologie“ im Forschungsbereich Kunststoffe ins Leben gerufen. Sie soll das umfangreiche Instituts-Portfolio auf die gesamte Wertschöpfungskette von Elastomerbauteilen erweitern. Ein anwendungsnahes Technikum zur Formulierung und Formgebung von Elastomeren steht dafür bereit.
Abb.: Mit zahlreichen Methoden werden die Eigenschaften von Hochleistungselastomeren untersucht. (Bild: Raapke, Fh.-LBF)
Mit der neuen Arbeitsgruppe ergeben sich neue Synergien mit den bisherigen Kompetenzfeldern des Bereichs Kunststoffe, beispielsweise der chemischen und physikalischen Charakterisierung sowie der Funktionalisierung und Additivierung polymerer Werkstoffe. Mit dieser neuen Aufstellung kann das Institut seinen Industriekunden insbesondere der Kautschuk- und Gummi-Industrie zukünftig ein umfangreiches Angebot in der angewandten Forschung sowie der praxisnahen Prüfung bieten.
Die Charakterisierung der Betriebsfestigkeit sowie des Material- und Bauteilverhaltens von Elastomer- und Elastomer/Metall-Verbundbauteilen hat am Fraunhofer LBF eine lange Tradition. Es steht eine Vielzahl an Charakterisierungsmöglichkeiten zur Verfügung, um statische und dynamische Werkstoffeigenschaften zu ermitteln. Auch das Ermüdungsverhalten von Bauteilen kann experimentell bestimmt und auf eigene Modelle in die Mehrkörpersimulation übertragen werden. Daneben wendet das Institut klassische Lebensdauerprüfungen in Form von Wöhler- und Gassnerversuchen sowie die Schadensakkumulation mittels Finite-Elemente-Simulation an, um das Versagensverhalten vorherzusagen. Eine weitere Spezialität ist die Entwicklung kundenspezifischer Messaufbauten für die Prüfung individueller Bauteile, in denen der Belastungsfall anwendungsnah in beschleunigter Prüfung abgebildet werden kann.
Mit dem Forschungsbereich Kunststoffe, hervorgegangen aus dem Deutschen Kunststoff-Institut DKI, begleitet und unterstützt das Fraunhofer LBF seine Kunden entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Von der Polymerisation über das Compoundieren bis hin zur Lebensdaueranalyse von Kunststoffbauteilen werden Forschungsdienstleistungen aus einer Hand angeboten. Materialseitig liegt der Fokus auf Hochleistungsthermoplasten, Thermoplasten und Elastomeren sowie deren Verbünden. Umfassendes Know-how besteht im molekularanalytischen Fingerprinting von Kunststoffen unter Anwendung modernster Trennverfahren. In Kombination mit bildgebenden analytischen Techniken können Veränderungen an Kunststoffbauteilen begleitend zu Belastungstests frühzeitig erkannt und analysiert werden. Dies schließt auch eine Schadensanalytik unter Anwendung modernster Verfahren der Bildgebung und Molekularanalytik ein. Auf diesem Weg können sowohl die Authentizität von Materialprüfungen als auch die Eignung von Kunststoffen für ihren Einsatzzweck zuverlässig beurteilt werden.
Fh.-LBF / JOL
