{"id":18158,"date":"2019-12-11T09:24:34","date_gmt":"2019-12-11T08:24:34","guid":{"rendered":"https:\/\/php8.plastv.de\/?p=18158"},"modified":"2019-12-10T14:32:53","modified_gmt":"2019-12-10T13:32:53","slug":"neuer-mehrkanaliger-pruefstand-erfasst-gummialterung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=18158","title":{"rendered":"Neuer mehrkanaliger Pr\u00fcfstand erfasst Gummialterung"},"content":{"rendered":"<p><strong>Die Eigenschaften von gummi\u00e4hnlichen Kunststoffen \u00e4ndern sich durch Temperatur- und Krafteinwirkung im Verlauf ihrer Nutzung. F\u00fcr die Produktentwicklung, etwa von Fahrzeugreifen und F\u00f6rderb\u00e4ndern an Supermarktkassen, ist es deshalb wichtig, Aussagen \u00fcber die Lebensdauer dieser Elastomere unter bestimmten Einfl\u00fcssen treffen zu k\u00f6nnen. Wesentlich dabei ist die Bestimmung der Aktivierungsenergie der thermischen Alterung, die mithilfe der Spannungsrelaxationsmethode einfach und kosteng\u00fcnstig m\u00f6glich ist. Bislang dauern die Messungen je nach gew\u00e4hlter Temperatur jedoch mehrere Wochen bis Monate. Um das Verfahren zu beschleunigen, haben Forscher des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Betriebsfestigkeit und Systemzuverl\u00e4ssigkeit LBF einen mehrkanaligen Pr\u00fcfstand f\u00fcr die Spannungsrelaxation von Elastomeren entwickelt. Damit ist es m\u00f6glich, die Aktivierungsenergie unter sechs verschiedenen Temperaturen gleichzeitig zu testen und neben der Effizienz auch die Qualit\u00e4t der Lebensdauervorhersage zu verbessern. <\/strong><\/p>\n<p>Die Methode der Spannungsrelaxation eignet sich besonders zur Vorhersage der Lebensdauer von Elastomeren. Dabei wird das Material unter erh\u00f6hter Temperatur um einen gewissen Betrag gedehnt, \u00fcblicherweise um zehn Prozent. Anschlie\u00dfend wird diese Dehnung aufrechterhalten und die Zugspannung des Materials kontinuierlich gemessen. Es l\u00e4sst sich erkennen, dass die Spannung im Zeitverlauf immer weiter abnimmt, es kommt also zur Relaxation der Spannung. Ursache daf\u00fcr sind Alterungsvorg\u00e4nge in der Probe: physikalische und chemische Vernetzungspunkte werden abgebaut, Polymerketten durchtrennt. Diese Messungen zur Alterung von Elastomeren sind mit dem neu entwickelten Pr\u00fcfstand des Fraunhofer-Instituts LBF deutlich effizienter als bislang m\u00f6glich.<\/p>\n<p>Der mehrkanalige Messplatz besteht aus sechs Pr\u00fcfkammern, die sich unabh\u00e4ngig voneinander einstellen lassen. Die Darmst\u00e4dter Forscher k\u00f6nnen in jeder der Kammern Proben mit einer konstanten Temperatur und einer bestimmten Wegauslenkung untersuchen. Ein Kraftsensor zeichnet die stetig sinkende Zugkraft \u00fcber die gesamte Pr\u00fcfdauer auf. Diese parallele Messung der Alterungsvorg\u00e4nge erm\u00f6glicht eine Zeitersparnis von mehreren Wochen gegen\u00fcber einkanaligen Pr\u00fcfst\u00e4nden.<\/p>\n<p><strong>Algorithmus zur Bestimmung der Aktivierungsenergie<\/strong><\/p>\n<p>Wie hoch die Aktivierungsenergie ist, l\u00e4sst sich mithilfe eines Auswertealgorithmus bestimmen. Diesen haben die LBF-Forscher auf Basis der sogenannten Masterkurvenkonstruktion entwickelt. Dabei werden die Einzelkurven der unterschiedlichen Temperaturen mit passenden Verschiebungsfaktoren zu einer Masterkurve zusammengesetzt. Durch die Auftragung und Anpassung der logarithmierten Verschiebungsfaktoren in einem Arrhenius-Diagramm k\u00f6nnen die Wissenschaftler die Aktivierungsenergie bestimmen.<\/p>\n<p>Mit der Methode lassen sich zu jeder beliebigen Temperatur die Verschiebungsfaktoren errechnen und dazu passende Kraft-Zeit-Kurven vorhersagen. Dies erlaubt eine Absch\u00e4tzung der Lebensdauer der Materialien. Es zeigt sich, dass die Aktivierungsenergie der Spannungsrelaxation mit der aus sehr aufw\u00e4ndigen zyklischen Erm\u00fcdungsexperimenten \u00fcbereinstimmt. \u00bbMit dieser Methode verringert sich der Messaufwand und verk\u00fcrzt sich die Materialentwicklung deutlich\u00ab, betont Dr. Dirk Lellinger aus dem LBF-Forscherteam.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Eigenschaften von gummi\u00e4hnlichen Kunststoffen \u00e4ndern sich durch Temperatur- und Krafteinwirkung im Verlauf ihrer Nutzung. 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