Werkstoffcharakterisierung

Eine der zentralen Herausforderungen für Automobilhersteller ist die Reduzierung des Fahrzeuggewichts durch die Integration von Leichtbaukonzepten und optimierten Strukturkomponenten. Durch den effektiven Einsatz von Faserverbundwerkstoffen und einer verbesserten Funktionsintegration der Bauteile können sowohl der Energieverbrauch als auch der Materialeinsatz gesenkt werden. Um einen effektiven Einsatz von Leichtbaukomponenten zu gewährleisten und deren Verhalten unter dynamischen Belastungen mithilfe numerischer Simulationen prognosefähig abzubilden, ist eine präzise Materialcharakterisierung erforderlich.

Das Fraunhofer EMI verfügt über weitreichende Kompetenzen in der zerstörenden und zerstörungsfreien Materialprüfung. Im Forschungsfokus stehen dabei die Charakterisierung und Modellierung des Verhaltens von Werkstoffen, Werkstoffverbünden und Fügeverbindungen unter quasistatischer bis hin zu hochdynamischer Belastung. 

Das Fraunhofer EMI bietet Ihnen eine anforderungsspezifische Ermittlung von Materialkennwerten und die Erstellung von Materialkarten für alle gängigen Software-Anwendungen: 

Mechanische Material- und Bauteilprüfungen

• Zug- und Druckversuche 
• Schubversuche (Iosipescu, Arcan)
• Biaxialversuche
• Biegeversuche
• Durchstoßversuche
• Interlaminarer Schertest (ILSS)
• Picture-Frame-Test (Schubtest für Gewebe)
• Torsionstest
• Härteprüfung 

Dehnratenunabhängig

• Crashrelevanter Dehnratenbereich von quasistatisch bis 500 1/s
• Hochdynamischer Dehnratenbereich bis 10⁶ 1/s (zum Beispiel Planar-Platten-Impakt und Taylor-Tests)

Werkstoffunabhängig unter anderem

• Polymere 
• Metalle
• Verbundwerkstoffe (zum Beispiel CFK/GFK)
• Schäume
• Keramiken
• Textilien
• Biomaterialien 

Strukturunabhängig unter anderem

• Werkstoffe, Komponenten, Subsysteme
• Waben (Honeycomb-Strukturen)
• Fügeverbindungen (z.B. Kleben, Schweißen, Nieten)
• Sollbruchstellen (z. B. Airbagöffnung)
• Batterien/Batteriegehäuse 

Skalenübergreifende Bestimmung von Werkstoffeigenschaften

• Mikro- und Nanostrukturanalyse (zum Beispiel Faserverteilungen in Bauteilen oder Delaminationsbereiche)
• Meso- und Mikromechanische Analyse (zum Beispiel Analyse von Gefüge und Grenzflächen, Metallographie) 

Klimatisiert

• Hochtemperaturofen bis 1100 Grad Celsius
• Klimatisierte Versuchsumgebung bei Normbedingungen
• Temperaturkammer zur Materialuntersuchung bei Umgebungstemperaturen zwischen -35 Grad Celsius und 250 Grad Celsius
• Klimaschrank zur Lagerung/Konditionierung von Materialien bei definierten Temperaturen und relativen Feuchten 

Zerstörungsfrei

• Akustische Mikroskopie
• Mikro-Computertomografie
• Rasterelektronenmikroskop (REM)
• Atomic Force Microscopy (AFM)
• Röntgendiagnostik 

Flexibel

• Anforderungsspezifische Versuchsaufbauten
• Neu- und Weiterentwicklung Prüftechnik