Von der industriellen Revolution zu Innovation von Verbundwerkstoffen
Seit der industriellen Revolution wurden Innovationen in verschiedenen Industrien, wie beispielsweise der Automobil-, Luftfahrt- und Bauindustrie, der Entwicklung von Werkstoffen wie Aluminium, Stahl und Eisen zugeschrieben. Heutzutage sind wachsende Bevölkerungszahlen und Industrien der Grund für die weitere Erhöhung des Bedarfs an hochleistungsfähigen, umweltsicheren und leichten Materialien. Verbundwerkstoffe erfüllen diese Anforderungen und ermöglichen die Entwicklung neuer Produkt-Designs.
Verbundwerkstoffe bestehen aus zwei oder mehr unterschiedlichen Phasen, die durch ihre individuellen physikalischen und chemischen Eigenschaften miteinander verbunden sind. Das führt zu ihren Matrizen-Klassifikationen. Verbundwerkstoffe verfügen über Eigenschaften wie geringe Masse, hohes Festigkeit-Masse-Verhältnis und Resistenz gegenüber Chemikalien, Korrosion und Hitze, um nur einige zu nennen, die mit einem einzigen Werkstoff nicht erzielt werden können. Unzählige Materialkombinationen ermöglichen eine größere Kontrolle über die finalen Leistungseigenschaften. Dieser Freiraum für ein perfektes Werkstoffdesign öffnet Möglichkeiten für verschiedene Applikationen in zahlreichen Industriebranchen.
Umdenken im Bereich Werkstoffdesign mit Verbundwerkstoffen
Mit zunehmendem Bedarf der Endnutzer für umweltsichere und hochleistungsfähige Werkstoffe überdenken alle Mitglieder der Verbundwerkstoff-Wertschöpfungskette – Hersteller von Rohmaterialien, Halbfertig-/Fertigmaterialien, Komponenten, Strukturierer und OEM/MRO – gegenwärtig wie Innovationen bei der Herstellung neuer Werkstoffe mittels Verbundwerkstoffen erreicht werden können. Dieser Anstieg ist die Folge globaler Veränderungen, wie:
- Wachsender Bedarf an festen, leichten Werkstoffen für Anwendungen in der Automobil-, Luftfahrt- und Windenergiebranche
- Erhöhter Bedarf an persönlichen elektronischen Geräten, wie Laptops und Mobiltelefonen
- Weiterentwicklungen bei den 3D-Druck-Technologien für die Bereitstellung von faserverstärkten Verbundwerkzeugen, Keramikmatrix-Verbundwerkstoffen (CMC) und faserverstärkten gewebten Verbundwerkstoffen.
Diese Veränderung geht mit einer Reihe neuer Herausforderungen einher, da Verbundwerkstoffe für ihre Endanwendung hochspezifiziert sein müssen; dies erfordert vermehrtes Testen bei jedem Schritt der Wertschöpfungskette. Sicherheit und Leistungsfähigkeit dürfen nicht gefährdet werden; daher der Bedarf für qualitativ hochwertige Testung.
Die Lösungskonzepte von Waters/TA Instruments ermöglichen den Forschungswissenschaftlern und Ingenieuren, Testwerkstoffe effizient zu charakterisieren und zu testen, ohne die Sicherheit und Leistungsfähigkeit der Produkte in der gesamten Verbundwerkstoff-Wertschöpfungskette zu gefährden. Mit Hilfe fortschrittlicher Techniken können Sie bei Innovationen im Bereich der Leistungsfähigkeit die physikalischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften Ihrer Verbundwerkstoffmatrix, wie Viskosität, Aushärtezeit, Kriechen, Dauerfestigkeit/Ermüdung, Druck, Zugfestigkeit oder Biegefestigkeit und viele andere Eigenschaften untersuchen, ohne die Sicherheit aus dem Auge zu verlieren.
