Nieuws

CT-scan test belasting materiaal in detail

Het mechanisch testen van een component onder realistische belasting gecombineerd met röntgenologisch onderzoek (foto: Raapke/Fraunhofer LBF).

Materialen testen op belasting zonder ze stuk te maken. Fraunhofer LBF heeft een nieuwe methode ontwikkeld die het mechanisch testen van een component onder realistische belasting combineert met röntgenologisch onderzoek. Computertomografie (CT-scanning) analyseert de schade gedetailleerd gedurende de totale periode van belasting. Dit was eerder in de praktijk nog niet mogelijk, stelt het instituut.

De nieuwe methode wordt gebruikt om materialen te karakteriseren en maakt het makkelijker om binnen te dringen in zwakke plekken of beschadigingen van het ruwe materiaal, zonder destructief onderzoek te hoeven doen. Het biedt ontwerpers, fabrikanten en wetenschappers meer informatie en dus een beter begrip over gedrag en eigenschappen van materialen.

Tijdens volledige duur

Met de nieuwe testmethode blijft het geteste onderdeel gedurende de hele mechanische belasting in de röntgenomgeving. Zo kan tijdens de volledige duur van de belasting de exacte positie in het materiaal worden onderzocht en geanalyseerd. Dat geeft een zeer gedetailleerd beeld waarbij achteraf goed te achterhalen is waar bijvoorbeeld in het materiaal scheurtjes zijn ontstaan. Dat meldt Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF.

Bij conventionele methoden moet het materiaal na elke belasting opnieuw verwijderd worden voor röntgenologisch onderzoek, om daarna weer terug te plaatsen. Hierdoor ontbreekt de noodzakelijke precisie.

Extreme belasting

Tijdens het belasten is een scheurtje ontstaan in een vezelversterkte kunststof (foto’s: Fraunhofer LBF).

In de testopstelling in Darmstadt kunnen zelfs extreme belastingen (tot 250 kilonewton, oftewel ruim 25.000 kg) worden uitgevoerd, bijvoorbeeld op extreem sterke componenten (zoals koolstofvezels). “Er is nog steeds een grote behoefte aan onderzoek om inzicht te krijgen in faalmechanismen in met koolstofvezel versterkte kunststoffen”, zegt Oliver Schwarzhaupt, wetenschappelijk medewerker functiegeïntegreerde lichtgewicht constructie bij Fraunhofer LBF.

Omdat de röntgenapparatuur bij het Fraunhofer LBF de capaciteit heeft voor zeer hoge resoluties (tot enkele micrometers nauwkeurig), kunnen de kleinste of beginnende beschadigingen, of zelfs de kleinste onregelmatigheden in het materiaal die tot schade zouden kunnen leiden, tot op detailniveau worden gedetecteerd. Bij koolstofvezels zijn beschadigingen tot in de vezel te bestuderen.

Minutieuze 3D-weergave

3D-weergave van een scheurtje in vezelversterkt kunststof.

Met de modernste visualiseringprocessen kunnen scheurtjes en schade in het materiaal minutieus en in 3D worden weergegeven, wat volgens de onderzoekers nieuwe mogelijkheden biedt voor analyses.

Door meer kennis te krijgen over de oorzaken van onbedoeld gedrag van materialen en van sequentiefouten, kunnen ontwikkelaars, ontwerpers en fabrikanten hun materiaal, onderdelen en productieprocessen verbeteren.

Het nieuwe concept draagt bij aan een beter begrip van materialen en kan beschadigingen al in een vroeg stadium voorkomen, aldus Schwarzhaupt.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven