Faserverbundwerkstoffe bieten hohe Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht. Sie bestehen aus dünnen Fasern, die entweder gerichtet oder regellos angeordnet sind. Bei der Werkstoffprüfung sind daher unterschiedliche Versuche in Bezug auf die Hauptfaserrichtung nötig. Das Unternehmen Zwick hat eine modulare Lösung vorgestellt, die in einem breiten Temperaturbereich mit einer einzigen Prüfmaschine 21 Versuchsarten und rund 115 Normen abdeckt.
Die Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen hängen stark von der Faserrichtung, dem Faser- und Matrixwerkstoff sowie der Faser-Matrix Anbindung ab. Bei der Werkstoffprüfung sind daher unterschiedliche Versuche notwendig, um alle Eigenschaften zu charakterisieren. Diese Prüfungen sind neben der internationalen Normung (ISO) sowohl in nationalen und regionalen Normen (ASTM, EN, DIN) als auch in firmeneigenen Regelwerken (Airbus AITM, Boeing BSS) beschrieben.
Um die unterschiedlichen Anforderungen zu erfüllen, mussten Unternehmen oder Prüflabore bislang mehrere zum Teil sehr komplex aufgebaute Prüfmaschinen einsetzen. Jetzt hat Zwick mit einer Weiterentwicklung der Prüfmaschine Allround Line eine sehr effiziente und modulare Lösung für Prüfkräfte bis 100 und 250 kN vorgestellt. Eine einzige Prüfmaschine deckt 21 unterschiedliche Versuchsarten und damit rund 115 Prüfnormen ab. Darüber hinaus sorgt eine Temperierkammer, in der die Prüfungen durchgeführt werden können, für Temperaturen von -70 bis +250 °C.
So können mit der neuen Prüfmaschine neben üblichen Zug-, Druck-, Biege- und Scherversuchen zum Teil sehr umfangreiche Prüfungen durchgeführt werden. Die Testmöglichkeiten reichen von der Bestimmung interlaminarer Scherfestigkeit (ILSS) über V-Kerb Scherversuche bis hin zur Scherung durch Überlappung. Hinzu kommen Prüfungen der Bruchzähigkeit sowie eine statische Druckprüfung zur Messung der Restfestigkeit nach der gezielten Vorschädigung eines Probekörpers (Compression After Impact).
Mit dem Prüfwerkzeug HCCF, das ebenfalls in das System integriert werden kann, sind Druckprüfungen im shear-loading Verfahren und im combined-loading Verfahren möglich. Durch die exakte Führung der Einspannung sowie die sehr gute Axialität der Spannbacken können gültige Brucharten auch bei höheren Kräften erzielt werden. Die HCCF Prüfwerkzeug eignet sich auch für Kerbdruckversuche (OHT, FHT) nach der Airbus-Norm AITM 1.0008. Die Allround Line von Zwick ist die ideale Lösung, um eine Vielzahl unterschiedlicher Versuchsarten bei der Prüfung von Faserverbundstoffen mit nur einer Maschine abzudecken.
