Composite Prüfdienstleistungen

Prüflabor akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005

Grasse Zur Composite Testing betreibt an seinem Standort in Berlin ein nach DIN EN ISO 17025:2005 akkreditiertes Materialprüflabor. In diesem Prüflabor werden alle relevanten Prüfungen an faserverstärkten Kunststoffen durchgeführt. Darüber hinaus werden Materialprüfungen an weiteren Werkstoffen wie Stahl, Aluminium, allgemeine Kunststoffe, Glas, Holz und Beton durchgeführt. Bei allen Prüfungen steht die Qualität der Werkstoffprüfung im Fokus, gefolgt von Das Unternehmen bietet einen kompletten Service zum Composite Testing an. Gemeinsam mit Ihnen als Auftraggeber erreichen wir das Ziel einer präzisen und anwendungsgerechten Materialprüfung.

Quasi-statische Werkstoffprüfung

Zur Bestimmung quasi-statischer Materialkennwerte führen wir Werkstoffprüfungen an elektromechanischen Prüfmaschinen im Kraftbereich von 1 …100 kN durch. Dabei kommen modernste Prüfmaschinen zum Einsatz, die fortlaufend gewartet und kalibriert werden und über umfangreiches Zubehör (z.B. Einlesen von mehreren Dehnungsmeßstreifen, Klimakammern, Extensometer, verschiedener Probekörper-Klemmsysteme,…) verfügen. Wir prüfen für Sie nach alle gängigen Prüfverfahren entsprechend DIN EN ISO bzw. ASTM. Zusätzlich verfügen wir über ein umfangreiches Know-How von Normen aus anderen technischen Anwendungsbereichen. Gerne beraten wir Sie bei Ihren Herausforderungen zu produktionsbegleitenden Prüfungen zur Qualitätssicherung oder zu F&E-Projekten und erstellen Ihnen unverbindlich ein Angebot.

Zyklische Werkstoffprüfungen (Betriebsfestigkeitsuntersuchungen)

Die zyklischen Werkstoffprüfungen werden an servohydraulischen Prüfmaschinen im Kraftbereich von 1…50 kN durchgeführt. Für die Anwendungen stehen ebenfalls multifunktionale Meßverstärker zur Erfassung von Dehnungen, Temperaturen und weiteren Größen zur Verfügung. Die Probekörperklemmung erfolgt über hydraulische Keilspannsysteme zur Flach- und Rundeinspannung (0…25 mm). An den servohydraulischen Prüfmaschinen können Betriebsfestigkeitsuntersuchungen, ein- und mehrstufige Dauerschwingversuche, Ermüdungsversuche und Lastkollektivuntersuchungen zur Ermittlung von Wöhler- und Haigh-Diagrammen durchgeführt werden.

Weitere Services

Bei Bedarf fertigen wir gemäß Ihren Wünschen Plattenmaterial aus faserverstärkten Kunststoffen. Nach den Vorgaben unserer Auftraggeber fertigen wir hochpräzise Probekörper aus faserverstärkten Kunststoffen mittels CNC-Frästechnik unter Beachtung einer korrekten Faserorientierung und unter Einhaltung der notwendigen Toleranzen für die Fertigung exakter Probekörperränder. Die Probekörper werden mittels kalibrierter Messwerkzeuge vermessen. Bei Bedarf erfolgt die Applikation von Dehnungsmessstreifen auf den Probekörpern, um eine exakte Bewertung der Werkstoffverformung während der Werkstoffprüfung zu ermöglichen. Die Grasse Zur Ingenieurgesellschaft besitzt in der Anwendung von elektromechanischen und servohydraulischen Prüfmaschinen umfangreiche Erfahrung und stattet diese Prüfmaschinen nach Bedarf mit selbstentwickelten Vorrichtungen aus. So bestücken wir im Auftrag Prüfmaschinen mit Verdrehsicherungen, Spliterschutzeinhausungen sowie DMS-Anschlußboxen. Darüber hinaus entwickeln wir auch gemeinsam mit unseren Kunden neue Prüfsysteme. Wir sind dabei nicht auf die schon beschriebenen Charakterisierungen festgelegt. So ist beispielsweise mit dem System GZ RA-20 eine standardisierbare Lösung zur Bestimmung der Resthaftkraft von integrierten Trennmitteln entstanden.

Weitere Informationen

Leistungsverzeichnis
Qualitätsrichtlinien
Akkreditierungsurkunde

Vorgehensweise bei der Durchführung der Materialprüfung

  • 1

    Auftragsbestätigung

    Nach Angeboterstellung und Beauftragung erhält der Auftraggeber von uns eine Auftragsbestätigung.

  • 2

    Materialeingang

    Der Materialeingang wird entsprechend unserer Akkreditierung nach ISO 17025 dokumentiert.

  • 3

    Zeitplanung

    Am Tag des Materialeingangs erhält der Auftraggeber eine detaillierte Zeitplanung für den Prüfauftrag.

  • 4

    Probekörperherstellung

    Die Probekörperherstellung erfolgt mit CNC-gesteuerten Maschinen und umfasst ggf. auch die Applikation von DMS.

  • 5

    Vermessung

    Die fertig hergestellten Probekörper werden mit kalibrierten Meßmitteln vermessen.

  • 6

    Prüfung

    Die Materialprüfung erfolgt an kalibrierten Universalprüfmaschinen bzw. Analysegeräten.

  • 7

    Erstellung des Prüfberichts

    Die aussagekräftigen Prüfberichte enthalten in übersichtlicher Darstellung alle Prüfergebnisse sowie detaillierte Photos.

  • 8

    Versand der geprüften Probekörper

    Je nach Beauftragung erfolgt der Versand der geprüften Probekörpern rückverfolgbar und sicher verpackt.

  • 9

    Ergebnisübersicht

    Zum Abschluß des Prüfprojektes erhält der Auftraggeber eine übersichtliche Ergebnisdarstellung.

FKV Zugprüfungen

Im Zugversuch für faserverstärkte Kunststoffe (FVK) werden die mechanischen Werkstoffkennwerte unter statischer Zugbelastung ermittelt. Der Zugversuch ist sicherlich eines der wichtigsten mechanischen Prüfverfahren und wird auch für Composite-Werkstofffe wie Kohlefaser oder Glasfaser oft verwendet.

Um qualitativ hochwertige Versuchsergebnisse zu erhalten, ist eine präzise Probekörperfertigung bei diesem Verfahren von großer Bedeutung. Aufdoppler mit einer Faserorientierung von +/-45° verhindern ein unerwünschtes Versagen der Probekörper im Einspannbereich. Dabei ist eine sehr sorgfältige Fertigung der Probekörperränder sicherzustellen. Dies kann über eine korrekte Fertigungsreihenfolge (Zusägen der Probekörper mit bereits aufgeklebten Aufdopplern) positiv beeinflusst werden. Die Verwendung von Diamantsägeblättern oder CNC-Fräsvorrichtungen ist dabei Stand der Technik.

Mittels Versuchen mit einer Faserorientierung von 0° (faserlängs) und 90° (faserquer) werden jene Steifigkeiten und Festigkeiten an FVK ermittelt, welche zur Werkstoffcharakterisierung benötigt werden.

Zugprüfung an Flachprobekörpern nach DIN EN ISO 527-4:1997-07
Zugprüfung an Flachprobekörpern nach DIN EN ISO 527-5:2010-01
Zugprüfung an Flachprobekörpern nach DIN EN 2561:1995-11
Zugprüfung an Flachprobekörpern nach ASTM D 3039-14

Composite Druckprüfungen

Für die Druckprüfung von faserverstärkten Kunststoffen (FVK) sind mehrere Methoden verfügbar, welche in der relevanten DIN EN ISO 14126 beschrieben werden. Eine Einordnung der Verfahren kann über die Art der Krafteinleitung erfolgen. In den Varianten nach Celanese und IITRI wird die Druckkraft über eine seitliche Einspannung („shear loading“) in den Probekörper geleitet, in der Variante nach ASTM D 695 erfolgt die Druckkraft über die Stirnseite des Probekörpers („end loading“).

Studien zeigen, dass bei korrekter Anwendung die Ergebnisse der verschiedenen Verfahren vergleichbar sind [1]. Wie bei anderen Prüfverfahren für Composites ist auch bei der Druckprüfung die Fertigungsqualität der Probekörper von großer Bedeutung. In der end loading Konfiguration sind insbesondere die Probenenden mit hoher Präzision zu fertigen, in der shear loading Konfiguration ist eine exakte Einhaltung der Probekörperdicken entscheidend.

[1] ASTM Standard D 6641-01, „Determining the Compressive Properties of Polymer Matrix Composite Laminates Using A combined Loading Compression (CLC) Test Fixture“, ASTM International, W. Conshohocken, Pa., 2001 (first issued in 2001).

Druckprüfung an Flachprobekörpern nach DIN EN ISO 14126:2000-12
Druckprüfung an Flachprobekörpern mittels modifizierter Celanese-Druckvorrichtung nach prEN 2850

Composite Schubprüfungen

Zur Ermittlung der Schubfestigkeit sind verschiedene Verfahren etabliert. Diese unterscheiden sich in der Art der Krafteinleitung (als Druckkraft über die Probekörperkante oder als Reibungskraft über die Klemmbackensysteme) bzw. in der Geometrie der Probekörper (ungekerbt, gekerbt, miniaturisiert). Außerdem lassen sich der etablierte Zugversuch durch Faserorientierung in +/-45°-Richtung zum Schubversuch umfunktionieren sowie aus der Biegeprüfung Aussagen über die Schubfestigkeit ermitteln. Allen etablierten Verfahren ist gemein, dass sich aus ihnen nur für geringe Schubdeformationen (<5 %) und somit geringe Scherkräften belastbare Ergebnisse gewinnen lassen.

Die zuverlässige Charakterisierung von Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffen gewinnt jedoch immer mehr an Bedeutung. Wir haben uns auf diesem Gebiet spezialisiert und bieten Ihnen neben den etablierten Prüfverfahren mit der Schubprüfung nach DIN SPEC 4885 eine von uns mit der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung maßgeblich entwickelte innovative Methode an. Mit dieser lassen sich wesentlich höhere Gleitungen und damit höhere Festigkeiten prüfen als bisher.

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Schubprüfung an Flachprobekörpern nach DIN EN ISO 14129:1998-02 („Schub-Zug-Versuch“)
Schubprüfung an Flachprobekörpern nach DIN SPEC 4885:2014-01
Schubprüfung an gekerbten Flachprobekörpern mittels Iosipescu-Schubvorrichtung nach ASTM D5379-12
Schubprüfung an gekerbten Flachprobekörpern mittels Rail Shear Versuch nach ASTM D7078-12

Composite Biegeprüfungen

Für die Biegeprüfung an faserverstärkten Kunststoffen (FVK) und an Sandwichstrukturen (Kernverbunden) werden meist die Verfahren nach DIN EN ISO 14125, DIN EN ISO 178 und DIN 53293 verwendet. Es kann eine 3-Punkt oder 4-Punkt-Belastung im Biegeversuch zum Einsatz kommen.

Mittels der verschiedenen Prüfverfahren für FVK werden die Biegefestigkeit und der Biegemodul unter einer Biegebeanspruchung der Probe bei definierten Prüfbedingungen ermittelt. Das Prinzip der Biegeprüfung besteht in einer zweiteiligen Biegevorrichtung, in der der Probekörper als Biegebalken zwischen zwei äußeren Auflagern eingespannt und über ein (3-Punkt) oder zwei (4-Punkt) innere Auflager belastet wird. Die Prüfung erfolgt bei konstanter Geschwindigkeit bis zu einer vorgegebenen Verformung oder bis zum Versagen der Probe. Als Ergebnis werden die Biegespannung und der Biegemodul ermittelt.

Bei der Beanspruchung von Composite- oder Sandwich-Material auf 4-Punkt-Biegung stellt sich zwischen den inneren Auflagern ein über die Probekörperlänge konstanter Dehnungs- und Biegeverlauf ein, was ein Vorteil gegenüber dem 3-Punkt-Biegeversuch darstellt. Es ist zu beachten, dass beim 4-Punkt- Biegeversuch zwischen den äußeren und den inneren Auflagern eine zusätzliche Schubbeanspruchung auftritt. Die Auflagerabstände, d.h. die Hebelarme sind so zu wählen, dass die Schubfestigkeit des Werkstoffs unterschritten wird. Der Prüfbereich zwischen den inneren Auflagern ist frei von Schubspannungen.

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Biegeprüfung an Flachprobekörpern nach DIN EN ISO 14125:1998-06 bzw. ASTM D 790-10
Dreipunkt-Biegeprüfung an Flachprobekörpern nach DIN EN ISO 178:2003-06
Dreipunkt-Biegeprüfung an Flachprobekörpern nach DIN EN 2562:1997-05
Dreipunkt-Biegeprüfung an Flachprobekörpern nach DIN EN 2746:1998-10
Biegeprüfung an Flachprobekörpern nach ASTM D 7264-07

Composite ILSS-Prüfungen

Das Kurzbiegeprüfverfahren zur Bestimmung der scheinbaren interlaminaren Scherfestigkeit (ILSS) ist eine Modifizierung der 3-Punkt-Biegeprüfung. Der Auflagerabstand ist im Verhältnis zur Probekörperdicke gering, wodurch der Probekörper auf Scherung belastet wird. Der Probekörper ist ein kurzer Balken aus einer thermo- oder duroplastischen Matrix mit einer Faserverstärkung in 0°- bzw. 0°/90°-Richtung. Mit scheinbarer interlaminarer Scherfestigkeit bezeichnet die Norm „die in der halben Dicke des Probekörpers vorliegende maximale Scherspannung im Augenblick des ersten Versagens“.

Die Norm weist auf Einschränkungen dieser Prüfmethode hin. Je nach Werkstoffauswahl kann „das Ergebnis durch verschiedene Kopplungen wie Dehnung/Biegung und Biegung/Verdrehung usw. beeinflusst werden.“ Es ist möglich, daß der Probekörper aufgrund von Biegung oder plastischer Verformung versagt. Eine Aussage zur tatsächlichen Scherspannung im Augenblick des Versagens ist dann nicht möglich. Zur Festlegung konstruktiver Größen ist das Verfahren ungeeignet. Es kann jedoch zur Werkstoffvorauswahl oder zur Qualitätskontrolle eingesetzt werden. Der ermittelte Wert ist kein absoluter Wert, Prüfergebnisse sind nur innerhalb einer Serie vergleichbar.

Den Nachteilen steht als Vorteil gegenüber, daß das ILSS-Verfahren sehr kleine und geometrisch einfache Probekörper benötigt. Mit wenig Materialaufwand wird eine qualitative Aussage zur Faser-Matrix-Bindung erzeugt.

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ILSS-Prüfung nach DIN EN ISO 14130
ILSS-Prüfung nach DIN EN 2377
ILSS-Prüfung nach DIN EN 2563
ILSS-Prüfung nach ASTM D2344

Composite Thermische Analyse

Neben den mechanischen Analysen bieten wir eine Reihe von thermischen Werkstoffanalysen an. Die daraus gewonnenen Kennwerte werden insbesondere für die Verarbeitung sowie für eine Lebensdauerberechnung der Kunststoffe benötigt.

Dynamische Differenz-Thermoanalyse (DSC) nach DIN EN ISO 11357
Dynamisch-mechanische Analyse (DMA) nach DIN EN ISO 6721-3
Thermogravimetrische Analyse (TGA) nach DIN EN ISO 11358
Thermomechanische Analyse (TMA) nach DIN EN ISO 11359-2

Composite Normenübersicht

Die Normen lassen sich gemäß der in ihnen beschrieben Belastungsart einteilen.

Zugprüfung
Open-Hole / Filled-Hole Zugprüfung
Druckprüfung
Open-Hole / Filled-Hole Druckprüfung
CAI-Prüfung (Compression After Impact)
Biege-Prüfung
Schub-Prüfung (Intralaminarer Schub)
ILSS-Prüfung (Scheinbare Interlaminare Scherfestigkeit)
Zug-Scher-Prüfung (Lap Shear Tests)
Bruchmechanik
Dünnwandige Zylinder, Lochleibungen und Verbindungselemente
Pull- und Peel-Prüfung
Ermüdungs- und Lebensdauerprüfung
Sandwich-Prüfung

Anfrage Formular

Bitte füllen Sie für die Zusendung eines Angebotes das nachfolgende Formular aus. Sollte die gewünschte Prüfnorm nicht aufgeführt sein, geben Sie die Norm bitte im Kommentarfeld ein. Bei größeren Prüfumfängen verwenden Sie bitte ebenfalls das Kommentarfeld. Nach Versand der Prüfanfrage erhalten Sie von uns zeitnah ein verbindliches Angebot.

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