Untuk Pengujian Mekanis pada Suhu Kriogenik, Fiber institutee Bremen e.V. Mengandalkan ZwickRoell
Studi Kasus
- Pelanggan: Institut Serat Bremen e.V.
- Lokasi: Bremen, Germany
- Industri: Dirgantara, Akademi/institute
- Topik: Pengujian mekanis pada suhu kriogenik
Oktober 2023
Saat mengembangkan material serat baru dan komposit berkinerja tinggi, Fiber institutee Bremen e.V. (FIBRE) mendukung perusahaan dari berbagai cabang industri dalam menguasai tantangan teknologi masa depan. Untuk memahami perilaku material dan perubahan sifat mekanik komposit serat di bawah suhu kriogenik, misalnya, dan dengan demikian menjamin keandalan dan keamanan komponen ruang angkasa, Fiber institutee di lokasi penelitian ECOMAT di Bremen menggunakan mesin pengujian material dari ZwickRoell .
Fiber institutee Bremen e.V. (FIBRE)
Fiber institutee Bremen e.V. (FIBRE), didirikan pada tahun 1969 dan berkantor pusat di Bremen, Jerman, telah aktif bekerja di bidang penelitian dan pengembangan bahan serat serta penerapannya selama bertahun-tahun. Tugas utama mereka adalah untuk mengembangkan solusi inovatif untukkeperluan industri, termasuk untuk industri otomotif, konstruksi, medis dan tekstil, serta dirgantara, dan berkontribusi pada peningkatan produk serat dalam hal pengembangan material optimalisasi produk, pengendalian kualitas dan proses. perbaikan.
Tujuannya adalah untuk memperkuat daya saing industri dengan memberikan pengetahuan ilmiah, keahlian teknis dan solusi inovatif. Untuk mencapai pada tujuan ini, institute fokus pada pengembangan serat inovatif untuk tekstil teknis dan komposit serat serta proses manufakturnya, biasanya dalam bentuk proyek kerjasama yang didanai dengan mitra industri. Selain solusi yang disesuaikan, pelanggan Fiber institutee Bremen juga mendapatkan keuntungan dari layanan konsultasi dari karyawannya yang berkualifikasi tinggi.
Fiber institute Bremen memiliki laboratorium ilmu material modern dengan metode pengujian terakreditasi dan berbagai fasilitas teknis untuk produksi serat, pemrosesan plastik, dan produksi CFRP.
Tugas
Persyaratan dalam karakterisasi material pada suhu kriogenik
Di fasilitas penelitian dan teknologi Bremen ECOMAT, para insinyur dan ilmuwan dari Fiber institutee Bremen e.V. (FIBRE) bekerja sama dengan industri dirgantara untuk menggabungkan aktivitas di bidang kriogenik guna mengkarakterisasi dan mengembangkan CFRP lebih lanjut bila digunakan pada suhu kriogenik. Ini semua merupakan tantangan terkini dalam pengembangan teknologi baru dan inovatif untuk perjalanan udara netral karbon.
Untuk pengujian kriogenik yang dilakukan pada suhu kriogenik serendah -253 °C, reproduktifitas hasil pengujian standar yang dilakukan pada kisaran suhu -55 °C hingga +120 °C dan pada suhu sekitar harus dipastikan Selain itu, suhu rendah ini menimbulkan tantangan bagi material yang digunakan, serta sistem pengukuran regangan dan perpindahan yang diperlukan. Oleh karena itu, pendekatan yang berbeda dari pengujian standar pada suhu sekitar harus dikembangkan untuk cengkeraman spesimen, pengukuran gaya dan perpindahan yang tepat, dan untuk penyelarasan rangkaian beban.
Solusi ZwickRoell
Mesin pengujian material ZwickRoell dengan kuk
Untuk memenuhi persyaratan pengujian kriogenik khusus dari Fiber institute Bremen e.V. (FIBRE) untuk pengujian dengan hidrogen, keputusamn telah dibuat untuk mesin pengujian material yang terstandarisasi dan dapat diterapkan secara universal dari portofolio produk ZwickRoell. Hal inimemungkinkan karakterisasi material yang berbeda bahkan pada suhu kriogenik, dan memastikan reproduktifitas hasil pengujian yang sangat baik—terlepas dari apakah beban pengujian rendah atau beban pengujian tinggi digunakan, atau apakah untuk jaminan kualitas atau tujuan penelitian.
Solusi pengujian kriogenik yang berbeda yang dipilih dari portofolio produk ZwickRoell untuk Fiber institute Bremen e.V., yang memngkinkan pengujian mekanis dalam rentang kriogenik menggunakan nitrogen cair (LN2) pada 77 K serta hidrogen cair (LH2) pada 20 K.
Pegangan spesimen dengan spesimen yang dijepit direndam dalam kisaran suhu kriogenik menggunakan kuk yang dikembangkan secara khusus. Keuntungannya: karena cryostat hanya memiliki satu bukaan, stabilitas suhu setinggi mungkin terjamin. Semua cryostat ZwickRoell memiliki jendela tampilan opsional yang dapat digunakan untuk menentukan regangan dan deformasi spesimen dari luar dan tanpa melakukan kontak, berkat teknologi optik yang disediakan oleh videoXtens.
Perangkat lunak pengujian testXpert yang nyaman dan mudah digunakan digunakan untuk tujuan kontrol, akuisisi data, dan evaluasi dan sudah digunakan secara luas di Fiber institutee Bremen e.V..
Opsi pengujian komprehensif untuk komposit serat pada suhu kriogenik
“Di ZwickRoell kami telah menemukan mitra sempurna dan tingkat dukungan ideal untuk pekerjaan kami dalam karakterisasi material pada suhu kriogenik ekstrem. Sistem pengujian yang disediakan merupakan bukti tingkat keahlian yang luar biasa dan telah disesuaikan secara sempurna dengan kebutuhan dasar dan berbasis aplikasi kami,,” kata Dr. Ernö Nemeth, Manajer Laboratorium di Fiber institute Bremen e.V. Tentang kolaborasi mereka dengan ZwickRoell.
Sistem pengujian ini mendukung sejumlah besar pengujian tipikal pada komposit yang diperkuat serat, termasuk uji tarik, kompresi dan lentur, serta penentuan kekuatan shear interlaminar (ILSS) dan pengujian untuk penentuan laju pelepasan energi interlaminar kritis G1c (dalam pemuatan Mode I) dan G2c (dalam pemuatan Mode II). Nemeth: “Kolaborasi kami yang erat dan saling percaya sepanjang proyek ini telah memperluas kemungkinan penelitian kami secara signifikan dan semakin memperkuat hubungan kami dengan ZwickRoell.”
Hasilnya
Berdasarkan portofolio produk yang luas, ZwickRoell mampu memenuhi persyaratan teknis Fiber institutee Bremen e.V. (SERAT). Mereka kini dapat melakukan pengujian—termasuk pengujian tarik, kompresi dan lentur, serta pengujian ILSS, G1C dan G2C—untuk mengkarakterisasi sifat material pada suhu kriogenik ekstrem baik untuk tujuan penelitian maupun dalam kerja sama dengan mitra industri di sektor kefirgantaraan, sambil menghitung pada hasil yang sepenuhnya dapat diandalkan, dapat ditelusuri dan dapat direproduksi.
“ZwickRoell adalah mitra yang dapat kami andalkan dalam bidang karakterisasi material pada suhu kriogenik.
Produsen mesin pengujian meyakinkan dan mendukung kami dengan keahlian teknis dan portofolio produk mereka yang komprehensif dan terspesialisasi untuk pengujian hidrogen sepanjang durasi proyek. Sistem yang mereka sesuaikan untuk kebutuhan spesifik kami merupakan bukti keahlian dan kepekaan mereka terhadap kebutuhan individu kami sebagai sebuah institute, sementara profesionalisme dan pendekatan kolaboratif ZwickRoell telah membantu memajukan penelitian kami secara signifikan di bidang yang menantang ini.”
Ernö Nemeth, Manajer Laboratorium Fiber institutee Bremen e.V. (SERAT)
Fiber institutee Bremen e.V. (FIBRE): Pengujian mekanis pada suhu kriogenik
