Automobilindustrie

Zugversuch

(Zugfestigkeit, Dehnfähigkeit, Elastizitätsmodul)

Der Zugversuch ist ein Standardverfahren zur mechanischen Werkstoffprüfung, der dank seinem Prinzip, der Einfachheit und Zweckdienlichkeit zu den meist verbreiteten und angewendeten Prüfungsmethoden zur Bewertung der mechanischen Eigenschaften zählt. Er besteht darin, dass ein glatter Testkörper mit einfacher Form an den Backen der Testmaschine befestigt wird, anschließend wird mit dem am Körper angebrachten Dehnungsmesser experimentell die Abhängigkeit der wirkenden Kraft von der Dehnung des Testkörpers oder die Abhängigkeit der Spannung von der Deformation bis zum Bruch festgestellt.

Biegeeigenschaften

(Biegefestigkeit, Biegeverformung, Biegemodul)

Biegeeigenschaften von Polymeren sind bei der Beanspruchung von Polymerteilen in Biegung wichtig, was eine häufige Beanspruchung von Kunststoffen darstellt. Elastomere und leichte (Schaum-) Polymere sind allgemein in Biegung nicht ausreichend fest, um eine erhebliche Belastung auszuhalten, deshalb werden diese Biegeversuche nur sehr selten oder gar nicht durchgeführt. Zum Biegeversuch verwenden wir einen prismenförmigen Körper, der auf zwei Stützen im vorgeschriebenen Abstand platziert wird. Die auf den Körper einwirkende Kraft wirkt dann mittig zwischen den Stützen (3-Punkt-Biegeversuch) oder ist in zwei gleichgroße Kräfte unterteilt, die in einem bestimmten Abstand von den Stützen wirken (4-Punkt-Biegeversuch). Der 4-Punkt-Biegeversuch wird bei großen und dickwandigen Mustern eingesetzt.

Rheologische Eigenschaften

(Schmelzflussindex)

Die Methode zur Bestimmung des Schmelzflussindex wird in der technischen Praxis sehr häufig für die Qualitätsbewertung des Eingangsmaterials verwendet, zum Vergleich des Fließverhaltens von Schmelzen gefüllter und nichtgefüllter Thermoplasten, aber auch zur Qualitätsbewertung des Produktionsprozesses. Die Qualität des Eingangsmaterials, also seine rheologischen, physikalischen, thermischen und anderen nutzbaren Eigenschaften, geben die chemische Zusammensetzung des Kunststoffs, seine molekulare Struktur u. a. wieder. Der Schmelzflussindex gewährt eine Vorstellung über das Molekulargewicht und die Viskosität des Polymers.

Zwei Methoden unter gegebenen Temperatur- und Belastungswerten spezifizieren den Standard für die Bestimmung der Schmelz-Massefließrate (MFR) und der Schmelz-Volumenfließrate (MVR), gekennzeichnet als Methode A und Methode B gemäß ISO 1133. Die Prüfungsbedingen für die Messung des Schmelzfließindex sind normalerweise in der Norm für das gegebene Material zusammen mit einem Verweis auf diese Norm angegeben. Schmelz-Massefließrate und Schmelz-Volumenfließrate von Thermoplasten hängen von der Schergeschwindigkeit bzw. Scherspannung ab.

Härte

(Shore-Härte, Kugeldruckhärte)

Der Härtewert ist ein wichtiges Kriterium des Materials. Härte, als materiell-physikalische Eigenschaft, wird allgemein als Materialwiderstand gegen das Eindringen eines härteren Fremdkörpers in das zu messende Material definiert. Der Härtewert gibt Auskunft über den Widerstand des Materials gegen Verschleiß, Verarbeitungsfähigkeit, über den Stand der Wärmebehandlung u.a. Anhand der gegenseitigen Abhängigkeit von Härte und Festigkeit des Materials kann einfach und schnell die Festigkeit des zu prüfenden Materials durch die Messung seiner Härte ohne lange Herstellung eines Testmusters zur Feststellung der Festigkeit auf der Zugvorrichtung festgestellt werden.

Charpy – Schlagzähigkeit

Die Schlagzähigkeit ist eine mechanische Eigenschaft, die eine integrale Größe der Festigkeit und Verformbarkeit ist. Sie stellt mechanische Energie dar, die zur plastischen Verformung gebraucht wird.  Die Schlagzähigkeit hat Bedeutung als mechanische Eigenschaft im Bereich der Beanspruchung von Konstruktionsmaterialien, die ihren Widerstand gegen Sprödbruch charakterisiert.

Brennbarkeit der Materialien

(Messung der Brenngeschwindigkeit)

Die Prüfung der Brennbarkeit ist ein grundlegendes Verfahren zur Bestimmung wie leicht ein Material oder Fertigprodukt entflammbar oder brennbar ist, wenn es in der Nähe eines Feuers oder einer Wärmequelle platziert oder verwendet wird. Der Brennbarkeitstest umfasst in der Praxis eine ganze Reihe an verschiedenen Testprotokollen und Methoden, deren Ziel die Messung der spezifischen Empfindlichkeit des Materials bis zur Zündquelle, Brandempfindlichkeit und Brandgeschwindigkeit ist. Diese Eigenschaften sind eine wichtige Kennziffer, ob das relevante Material oder Fertigprodukt sicher ohne Brandrisiko eingesetzt werden kann.

Vorbereitung der Testkörper

(durch Bearbeitung, Spritzgießen)

Die Bearbeitung ist ein technologischer Prozess, bei dem ein Teil der geforderten Form, Abmessung und Oberflächenqualität durch schrittweise Abnahme von Spänen hergestellt wird.

Spritzgießen von Kunststoffen ist eine der Hauptoperationen bei der Verarbeitung von Kunststoffen. Es ermöglicht die Produktion von wirtschaftlich und qualitativ zufriedenstellend präzisen Produkten aus einer Vielzahl von Kunststoffen. Produkte, die durch Spritzgießen hergestellt werden, zeichnen sich durch eine sehr gute Abmessungs- und Formgenauigkeit aus.

Materialidentifikation

Die Infrarotspektroskopie (FTIR) ist allgemein eine verbreitete Technik für die chemische Analyse von Materialien. Dank der erheblichen Vereinfachung und Verbilligung der Instrumentation wird sie heute auch für sog. Routineanwendungen in der Industrie eingesetzt.
Zu ihren Vorteilen gehören: Schnelligkeit der Messung, finanziell und environmental sparsamer Betrieb, mögliche Detektion organischer und auch anorganischer Strukturen gleichzeitig (die sowohl amorpher als auch kristalliner Natur sein können), Verfügbarkeit verschiedener technologischer Modifikationen (Transmissions- oder Reflexionstechniken), mögliche Analyse der Stoffe in verschiedenen Aggregatzuständen bzw. Zuständen (feste Teile, gasförmige, flüssige, Gemische, Filme).

Dichte

Die Dichtemessung ist ein wichtiger Qualitätsparameter von Rohstoffen und Fertigprodukten unter festen und flüssigen Bedingungen. Sie wird mit verschiedenen Techniken ausgeführt. Es wird die Reinheit der Materialien vor der Verarbeitung bestimmt, auch ob es sich um ein Mischprodukt handelt. Andererseits ist die Dichtemessung auch für das Verstehen der Homogenität des Rohstoffs effektiv.

Füllstoffgehalt (Asche)

Anhand der Analyse kann die Reinheit des Materials bestimmt werden, das Vorkommen von Zusatzstoffen und das Entstehen aschebildender Substanzen, die als Verunreinigungen angesehen werden.

Oberflächenstoffe

Die Gaschromatografie (GC) wird ausschließlich bei der Analyse von gasförmigen und flüchtigen Stoffen angewendet, die durch Erhitzung in den gasförmigen Zustand umgewandelt werden, ohne dass es zu ihrem Zerfall kommt. Bei Stoffen, die sich bei hohen Temperaturen zersetzten oder nicht flüchtig sind, müssen die Proben vor der eigentlichen Analyse mithilfe von Derivatisierungsmitteln  (sog. Derivatisierung) in flüchtige Derivate der analysierten Stoffe umgewandelt werden. Die Gaschromatografie ist eine Trennungsmethode mit möglicher qualitativer und quantitativer Bewertung des untersuchten Stoffes und bei der Auswahl eines geeigneten Detektionsgerätes kann man eine außerordentlich hohe Empfindlichkeit erreichen. Sie wird auch bei der Bestimmung von Verunreinigungen in Proben angewendet.

Wassergehalt

Das Vorkommen von Wasser kann erheblich die Qualität des Produkts, dessen Struktur, Lebensdauer, chemische Stabilität und Reaktivität beeinflussen. Eine Bestimmungsmethode ist das Karl-Fischer-Verfahren durch Titration. Die Karl-Fischer-Titration ist ein anerkanntes Verfahren zur Messung des Wassergehalts in allen Stoffarten einschließlich Chemikalien, Ölen, Arznei- und Lebensmitteln.

Chemische Resistenz

Gummibewertung

Viskosität, Viskositätszahl

Die Viskosität ist eine physikalische Größe, das Maß des Widerstandes einer Flüssigkeit, sich unter dem Einfluss von Scherspannungen (Tangentialspannungen) zu verformen. Sie äußert sich durch innere Reibung.

Die Viskosität gibt das Verhältnis zwischen Scherspannungen und der Änderung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Abstand zwischen den benachbarten Schichten beim Fließen realer Flüssigkeiten an.

Der Viskositätswert beeinflusst: Temperatur; Geschwindigkeit; Messbedingungen (Vorbereitung der Probe, Messbehälter, geeignete Wahl des Rotationsaufsatzes); Zeit; Bedingungen vor dem Start der Viskositätsmessung; Proben- und Additivzusammensetzung