Faserinstitut Bremen e.V. kriyojenik sıcaklıklarda mekanik testler için ZwickRoell'e güveniyor
Case Study
- Müşteri: Faserinstitut Bremen e.V.
- Yer: Bremen, Almanya
- Sektör: Havacılık, Akademi/Enstitüler
- Konu: Kriyojenik sıcaklıklarda mekanik testler
Ekim 2023
Yeni fiber malzemelerin ve yüksek performanslı kompozit malzemelerin geliştirilmesinde, Faserinstitut Bremen e.V. (FIBRE), çeşitli endüstriyel sektörlerdeki şirketleri geleceğin teknolojik zorluklarını karşılama konusunda desteklemektedir. Kriyojenik sıcaklıklar altında fiber kompozit malzemelerin mekanik özelliklerindeki değişimi ve malzeme davranışını anlamak ve böylece havacılık bileşenlerinin güvenilirliğini ve emniyetini sağlamak için Bremen'deki ECOMAT araştırma tesisindeki Faserinstitut, ZwickRoell malzeme test cihazlarını kullanıyor.
Faserinstitut Bremen e.V. (FIBRE)
1969 yılında kurulan ve merkezi Bremen'de (Almanya) bulunan Faserinstitut Bremen e.V. (FIBRE), uzun yıllardır fiber malzemelerinin ve bunların uygulamalarının araştırılması ve geliştirilmesinde aktif olarak faaliyet göstermektedir. Ana görev, otomotiv, inşaat, medikal, tekstil ve havacılık şirketleri de dahil olmak üzere endüstriler için yenilikçi çözümler geliştirmek ve elyaf ürünlerinin malzeme geliştirme, ürün optimizasyonu, kalite kontrol ve süreç iyileştirme açısından iyileştirilmesine katkıda bulunmaktır.
Amaç, bilimsel bilgi, teknik uzmanlık ve yenilikçi çözümler sunarak sektörün rekabet gücünü güçlendirmektir. Bu amaçla enstitü, teknik tekstiller ve fiber kompozit malzemeler için yenilikçi elyafların geliştirilmesine ve bunların üretim süreçlerine, genellikle endüstri ile finanse edilen işbirliği projeleri şeklinde odaklanmaktadır. Faserinstituts Bremen müşterileri, kişiye özel çözümlerin yanı sıra, yüksek vasıflı çalışanların sunduğu danışmanlık hizmetlerinden de yararlanıyor.
Faserinstitut Bremen, akredite test prosedürlerine sahip modern malzeme bilimi laboratuvarlarına ve elyaf üretimi, plastik işleme ve CFRP üretimi için çeşitli teknik olanaklara sahiptir.
Görev
Kriyojenik sıcaklıklarda malzeme karakterizasyonunun zorlukları
Bremen'deki araştırma ve teknoloji merkezi ECOMAT'ta, Faserinstitut Bremen e.V. (FIBRE) mühendisleri ve bilim insanları, kriyojenik alanındaki faaliyetleri bir araya getirmek ve kriyojenik sıcaklıklarda kullanılmak üzere CFRP'yi karakterize etmek ve daha da geliştirmek için havacılık ve uzay endüstrisi ile birlikte çalışmaktadır. Tüm bunlar, iklim-nötr uçuş için yeni ve yenilikçi teknolojilerin geliştirilmesinde karşılaşılan güncel zorluklardır.
-253 °C'ye kadar kriyojenik sıcaklıklarda gerçekleştirilen kriyojenik testler için, test sonuçlarının -55 °C ila +120 °C sıcaklık aralığında ve oda sıcaklığında gerçekleştirilen standart testlerle karşılaştırılabilirliği - garanti edilmelidir. Ayrıca, bu kadar düşük sıcaklıklar, kullanılan malzemelerin yanı sıra gerekli gerinim ve yer değiştirme ölçüm sistemleri için de zorluk teşkil etmektedir. Bu nedenle numune toplama, hassas kuvvet ve yer değiştirme ölçümü ve yük grubunun hizalanması için oda sıcaklığında standart testlere göre farklı yaklaşımlar oluşturulmalıdır.
ZwickRoell çözümü
ZwickRoell yük mapalı malzeme test cihazları
Faserinstitut Bremen e.V.'nin (FIBRE) hidrojen testleri için özel kriyoteknik gereksinimlerini karşılamak için, ZwickRoell ürün portföyünden standartlaştırılmış ve üniversal olarak uygulanabilir malzeme test cihazları kullanılmasına karar verildi. Bunlar, çok düşük sıcaklıklarda bile farklı malzemelerin karakterizasyonunu mümkün kılar ve test sonuçlarının mükemmel şekilde tekrarlanabilirliğini sağlar. Kalite güvencesinde ve araştırma amacıyla düşük test kuvvetleri veya yüksek yüklerin gerekli olup olmadığına bakılmaksızın.
Faserinstitut Bremen e.V. için ZwickRoell ürün portföyünden, 77 K'de sıvı nitrojen (LN2) ve 20 K'de sıvı hidrojen (LH2) ile kriyojenik aralıkta mekanik testler sağlayan çeşitli kriyostat çözümleri seçildi.
Sıkıştırılmış numunenin bulunduğu çene, özel olarak geliştirilmiş bir mapa aracılığıyla ultra düşük sıcaklık aralığına daldırılır. Avantajları: Kriyostatın yalnızca bir açıklığı olduğundan, mümkün olan en yüksek sıcaklık tutarlılığı garanti edilir. Tüm ZwickRoell kriyostatları, videoXtens'in optik ölçüm teknolojisi sayesinde numunenin gerilmelerini ve deformasyonlarını dışarıdan ve temassız olarak belirlemek için isteğe bağlı bir görüntüleme ekranına sahiptir.
Faserinstitut Bremen e.V.'de zaten yaygın olarak kullanılan kullanışlı ve kullanımı kolay testXpert test yazılımı, kontrol, veri toplama ve değerlendirme için kullanılır.
Kriyojenik sıcaklıklarda fiber kompozitler için kapsamlı test seçenekleri
"ZwickRoell'de, aşırı kriyojenik sıcaklıklarda malzeme karakterizasyonu çalışmalarımız için mükemmel bir ortak ve ideal bir destek bulduk. Sağlanan test sistemleri olağanüstü bir uzmanlık sergiliyor ve hem temel hem de uygulama odaklı oldukları için ilgili gereksinimlerimize mükemmel bir şekilde uyarlandı," diyor Faserinstitut Bremen e.V. (FIBRE) Laboratuvar Müdürü Dr. Ernö Nemeth, ZwickRoell ile işbirliği hakkında.
Test sistemleri, fiber kompozitler üzerinde çekme, sıkıştırma ve eğme testlerinin yanı sıra interlaminar kesme mukavemetini (ILSS) belirlemeye yönelik testler ve kritik interlaminar enerji salınım oranlarını G1c (Mod I yüklemesi altında) ve G2c (Mod II yüklemesi altında) belirlemeye yönelik testler gibi çeşitli tipik testleri mümkün kılmaktadır. Nemeth: "Bugüne kadar proje boyunca sürdürdüğümüz yakın ve güvene dayalı işbirliği, araştırma olanaklarımızı önemli ölçüde genişletti ve ZwickRoell ile olan ilişkimizi daha da derinleştirdi."
Sonuç
Mevcut ürün portföyü sayesinde ZwickRoell, Faserinstitut Bremen e.V. (FIBRE) için teknik gereksinimleri en iyi şekilde uygulayabildi. Havacılık ve uzay sektöründeki endüstriyel ortaklarla araştırma ve işbirliği için artık aşırı kriyojenik sıcaklıklarda malzeme özelliklerini karakterize etmek için testler yapmak mümkündür - çekme, basma ve eğme testlerinin yanı sıra ILSS, G1C ve G2C testleri gibi - kesinlikle güvenilir, tekrarlanabilir ve karşılaştırılabilir sonuçlarla.
"ZwickRoell, kriyojenik sıcaklıklarda malzeme karakterizasyonu alanında bizim için vazgeçilmez bir ortaktır.
Test cihazı üreticisi, uzmanlığının yanı sıra hidrojen testi açısından kapsamlı ve uzmanlaşmış ürün portföyü ile tüm proje boyunca bizi ikna etti ve destekledi. Bizim için özelleştirilen test sistemleri, uzmanlığımızın ve bir enstitü olarak bireysel gereksinimlerimizin keskin bir şekilde anlaşıldığının kanıtıdır. ZwickRoell'in profesyonelliği ve işbirlikçi yaklaşımı, bu zorlu alandaki araştırmalarımızı önemli ölçüde ilerletti."
Dr. Ernö Nemeth, Laboratuvar müdürü Faserinstitut Bremen e.V. (FIBRE)
Faserinstitut Bremen e.V. (FIBRE): Kriyojenik sıcaklıklarda mekanik testler
