Quantifizierung von Defekten mittels Röntgencomputertomographie

Faserverstärkte Kunststoffe haben in den letzten Jahren aufgrund ihres breiten Spektrums an industriellen Anwendungen an Bedeutung gewonnen. Speziell kurzfaserverstärkte spritzgegossene Thermoplaste haben hervorragende mechanische Eigenschaften. Abhängig vom Grad der Faserorientierung lassen sich unterschiedliche Grade des anisotropen Materialverhaltens erzielen. Detaillierte Kenntnisse über die Mikrostruktur sowie über die Defektbildung und das Versagensverhalten sind ein Schlüsselfaktor für die Verbesserung solcher Werkstoffe und damit für angemessene Sicherheitsmargen im Leichtbau.

Im Zuge der Dissertation wurde das Schädigungsverhalten von kurz- und langglasfaserverstärktem Polypropylen mit 10 Vol.-% Faseranteil mittels Röntgencomputertomographie untersucht. Das Ziel dieser Arbeit war die Anwendung und Entwicklung verschiedener Methoden zur Quantifizierung von Defekten (Risse, Faserbrüche, Faserablösungen etc.) und der Bestimmung der lokalen Dehnungsentwicklung während mechanischer Belastung. Zu diesem Zweck wurden in situ Zugversuche mit Röntgencomputertomographie kombiniert.

Die Ergebnisse tragen zu einem verbesserten Verständnis der Defektbildung und des Versagensverhaltens in diskontinuierlich faserverstärkten Polymeren bei. Darüber hinaus erscheinen die erzielten quantitativen Ergebnisse vielversprechend für die Weiterentwicklungen von Material- und Versagensmodellen für mikromechanische Simulationen.

Das Forschungsprojekt erfolgte in enger Kooperation mit der Firma Borealis Polyolefine GmbH, Linz und dem Institut für Polymer Product Engineering (JKU Linz), wobei die Experimente und Analysen vorwiegend an der FH OÖ, Campus Wels durchgeführt wurden.

Word-Rap mit Julia Maurer