28.05.2013

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SKZ: Neue Software FiVer zur Faserlängenanalyse und -auswertung

Durch die Verstärkung mit Fasern können Kunststoffe mit herausragenden mechanischen und thermischen Eigenschaften hergestellt werden. Vor allem die resultierenden Festigkeiten und Zähigkeiten sind erheblich von der Faserlänge bzw. der Faserlängenverteilung abhängig. Bei der Herstellung von faserverstärkten Bauteilen durchlaufen Fasern einen Verarbeitungsprozess und werden dadurch zwangsläufig geschädigt und in ihrer Länge reduziert. Dabei sind unterschiedliche Mechanismen wirksam, die sowohl durch die Prozessführung als auch die Formteil- bzw. Werkzeuggestaltung beeinflusst werden können:

• Faser/Faser-Interaktion
• Interaktion der Fasern mit den schmelzeführenden Oberflächen
• Faser/Polymer-Wechselwirkungen

Für die Bestimmung der Faserlängenverteilung werden Bauteilproben verascht, die Fasern in einer Flüssigkeit verteilt und direkt in einer Petrischale gescannt. Abschließend erfolgt mittels der am SKZ entwickelten Software FiVer (Fibre Verification) die Faserlängenanalyse und -auswertung.

Aufgrund der Leistungsfähigkeit von FiVer im automatischen Erkennen von langen, gekrümmten oder überkreuzt liegenden Fasern, entfallen die ansonsten erforderliche sehr aufwendige Probenpräparation oder auch die manuellen Schritte zur Fasererkennung.

Mit der neuen Software können Scans (Bilddateien) mit bis zu 170 Megapixeln und mehr als 10.000 Fasern verarbeitet werden. Mehrere Fraktionen gescannter Fasern lassen sich zusammenfassen, um so bis zu 300.000 Fasern geschlossen statistisch auszuwerten und darzustellen. Alle in der Software getätigten Bearbeitungsschritte sind mit den gewählten Einstellungen speicherbar, so dass im Falle von umfangreichen Faserscans Bilder im Batch-Modus vollautomatisch ausgewertet werden können. Neben einem druckbaren Ergebnisprotokoll ist es möglich, die erkannten Faserlängen und Längenklassen in einem Excel-lesbaren Format auszugeben. Innerhalb von FiVer sind histografische und numerische Darstellungen der Faserlängen nach der Häufigkeit, der Anzahl und dem Längenanteil wählbar. Eine Auswertung bis zur Ergebnis­dar­stellung bei vorhandenem Faserscan benötigt in der Regel weniger als zwei Minuten.

Das SKZ bietet interessierten Kunden die Analyse der Faserlängenverteilung als Dienstleistung an. Zusätzlich ist es möglich, die Software zu erwerben. Aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit der Software und der damit sehr schnellen Ergebnis­dar­stel­lung eignet sich das System den abschließenden Angaben zufolge beispielsweise für den unmittelbaren Einsatz vor Ort zur Qualitätssicherung oder Prozessanalyse.

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