Zug-Druck-Torsions-Ermüdungsprüfmaschine

• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung in 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584680899

Dieser Antrag dient der Beschaffung einer elektro-dynamischen Materialprüfmaschine, die Zug-, Druck- und Torsionsbelastungen aufbringen kann. Die Größenordnung der Belastungen muss dabei passend zu Mikroproben, die aus additiv gefertigten Bauteilen gewonnen werden, gewählt sein. Die Prüfmaschine dient im Rahmen des Sonderforschungsbereichs / Transregio (TRR) 375 der Ermittlung der intrinsischen mechanischen Kennwerte der gefertigten Werkstücke aus verschiedenen, additiven Herstellungsverfahren. Im TRR 375 wird dabei die Kombination verschiedener Materialien und Prozesse zur Herstellung hybrid-poröser Bauteile (HyPo-Bauteile) mit angepasster Struktur und Funktionalität untersucht. Die HyPo-Bauteile sollen aus Mischungen verschiedener rostfreier Stähle, aufgeschäumtem Aluminium und später auch einer Kombination dieser Werkstoffe gefertigt werden. Für die Bauteile sind Gradierungen in der Materialzusammensetzung und Strukturanpassungen sowie Gewichtseinsparungen durch gezielt eingebrachte Porosität vorgesehen. Zur Vorhersage der mechanischen Eigenschaften der HyPo-Bauteile mit simulativen Modellen in anderen Teilprojekten des TRR 375 müssen die mechanischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten dieser HyPo-Bauteile, die intrinsischen mechanischen Eigenschaften zur Verfügung stehen, weshalb sie im Teilprojekt C02 gemessen werden sollen. Das in der AWP bearbeitete Teilprojekt C02 beschäftigt sich mit der Charakterisierung der Mikrostruktur und der Ermittlung der intrinsischen mechanischen Eigenschaften der hybriden, porösen Werkstoffe (HyPo-Werkstoffe). Um diese intrinsischen Eigenschaften bestimmen zu können, müssen Mikroproben aus möglichst homogenen Bereichen der HyPo-Bauteile entnommen werden und den gängigen mechanischen Prüfverfahren unterzogen werden. Die Größe der Proben ist dabei begrenzt, da die HyPo-Bauteile große Porositäten und gradierte Werkstoffzusammensetzung gleichzeitig enthalten können. Dadurch ist das Volumen für die zu prüfenden Proben auf kleine Abmessungen begrenzt, so dass für die Prüfung entsprechend geeignete Prüfmaschinen zur Testung von Mikroproben eingesetzt werden müssen. In den HyPo-Bauteilen treten in realen Beanspruchungsszenarien lokale mehrachsige Beanspruchungen auf. Um diese bei der Vorhersage der Eigenschaften entsprechend berücksichtigen zu können, muss neben der Ermittlung der intrinsischen Eigenschaften unter einachsiger Beanspruchung auch unter mehrachsiger Beanspruchung geprüft werden. Dabei sollen neben reinen Torsionsbeanspruchungen auch überlagerte Zug-Druck-Torsionsbeanspruchungen mit quasistatischen und zyklischen Beanspruchungs-Zeit-Verläufen realisiert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Zug-Druck-Torsions-Ermüdungsprüfmaschine
• Gerätegruppe: 2910 Dynamische Prüfmaschinen und -anlagen, Pulser
• Antragstellende Institution: Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
• Leiter: Professor Dr. Eberhard Kerscher