Technische Kunststoffdiagnostik - Bewertung von Schadensfällen

Sollen Schadensfälle an Kunststoff-Bauteilen bewertet werden, finden die Methoden der technischen Kunststoffdiagnostik zur Durchführung von Schadensanalysen Anwendung.

 Ziel einer Schadensanalyse ist es, die Ursache für den Schaden zu ermitteln und gezielte Maßnahmen zur Abhilfe und zur weiteren Schadensvermeidung einzuleiten. Die Schadensursache kann sehr komplex und auf dem Gebiet der Werkstoffauswahl, der Herstellungs- und Verarbeitungsbedingungen, der Konstruktion und des Einsatzes angesiedelt sein. Meist ist die Ursache auf mehreren der genannten Gebiete zu finden. Kunststoff-Bauteile unterliegen währen des Einsatzes häufig einer Kombination aus mechanischer, thermischer, medialer und klimatischer Beanspruchung die in Verbindung mit Alterungs- und Degradationseffekten zum Versagen des Bauteils führen können. Unter Berücksichtigung der vorhandenen Proben des schadhaften Kunststoff-Bauteils und der in der Schadenshypothese formulierten möglichen Schadensursache werden die Untersuchungsmethoden, die der Schadensaufklärung dienen sollen, festgelegt.

Diese Methoden müssen immer eine genügend hohe Struktursensibilität besitzen, um gesicherte Aussagen zur Versagensursache zuzulassen. Eine mehrparametrige Beschreibung des Bauteilzustandes ist hier in jedem Fall sinnvoll und hilfreich. Schäden an Bauteilen aus Kunststoffen treten meist in Form von Deformationen, Rissbildungen oder Brüchen auf. Eine besondere Bedeutung wird hier der Bruchflächenbeurteilung beigemessen, da bereits bei der makroskopischen Beurteilung der Bruchflächen des schadhaften Bauteils erste Aussagen zu Belastungsart, Fremdeinschlüssen oder Werkstoffverunreinigungen getroffen werden können. Eine weiterführende mikroskopische Beurteilung der Bruchflächen kann Aufschluss über z.B. Temperatureinwirkung, Beanspruchungsgeschwindigkeit, Alterung, Medieneinfluss oder Verarbeitungsfehler geben.

Im Rahmen des Vorhabens sollen konkrete Beispiele untersucht werden. Dabei soll geprüft werden, inwiefern die VDI-Richtlinie 3822 "Schadensanalyse" Anwendung finden kann. Da in dieser VDI-Richtlinie die Vorgehensweise bei einer Schadensanalyse speziell an metallischen Werkstoffen beschrieben wird, ist sie nicht vollständig auf die Analyse von Schäden an Kunststoff-Bauteilen übertragbar, da Kunststoffe sich durch eine wesentlich stärkere Temperatur- und Geschwindigkeitssensitivität sowie durch einen größeren Verarbeitungseinfluss der Werkstoffeigenschaften auszeichnen. Die Ergebnisse dieser nach einem zu entwickelnden Schema ablaufenden Untersuchungen sollen einen Beitrag für die Erarbeitung einer eigenständigen VDI-Richtline "Schadensanalyse von Kunststoffen" liefern, wobei die Parallelen zur VDI-Richtlinie 3822 herausgearbeitet werden sollen.