Große Errungenschaften sind vielfach nur erfolgreich, weil sie auf gesichertem Wissen und Können im Kleinen aufbauen. Führender Anbieter solch hoch speziellen KnowHows ist die KRP Mechatec aus den Reihen der Best of Space-KMU.

Seit einem Vierteljahrhundert steht das Team zur ingenieurtechnischen Lösung von Fragen auch der Raumfahrt mit Rat und Tat zur Verfügung. Spezialgebiet: Tests und Analysen von Raumfahrtkomponenten, etwa der Eigenschaften additiv hergestellter Bauteile aus Metalllegierungen, oder von CFK- und GFK-Faserverbundbauteilen, oder auch von Keramiken sowie von Isolationswerkstoffen. Projekte zur Wasserstoff-Speicherung im Aerospace-Bereich benötigen dagegen zum Beispiel den Test von Tank-Membranen auf dem Permeabilitäts-Prüfstand des Hauses unter kryogenen Umweltbedingungen.

So befinden sich immer wieder neue Testanlagen im Einsatz wie ein Kryogener Langzeit-Permeability-Prüfstand (20 Kelvin, ~2 bar Druck) für die Materialerprobung von Wasserstofftanks aus CFK Membranen oder ein Thermal Conductivity (Wärmeleitfähigkeits-) Materialkennwerte-Prüfstand bis zu einer kryogenen Temperatur von 20 Kelvin – hauptsächlich für die Erprobung von Isolationswerkstoffen (die relevanten Materialkennwerte sind bisher meist nur bis ca. 100 Kelvin (ca. -175°Celsius) bekannt).

Der neueste Erfolg des Unternehmens im Dienste der Produktsicherheit im Weltall: Der Abschluss der Untersuchung des Verhaltens von raumfahrttauglichen Klebstoffen unter extremen kryogenen und Vakuum-Bedingungen im Auftrag der ESA mit dem Ziel, die Eigenschaften der Klebstoffe in typischen Klebeverbindungen zu verifizieren, um die Konstruktionssicherheit zu erhöhen und den Einsatz von Klebstoffen unter Kryo-Bedingungen zu verstehen. So sollen u.a. verlässlichere Berechnungsmodelle erstellt werden.

Das Hauptziel dieser Arbeit war es, qualitative und quantitative Daten aus den durchgeführten Tests zu gewinnen. Ebenso war die Charakterisierung zur besseren Vorhersage des Klebstoffverhaltens bei langfristiger Exposition gegenüber dem Weltraumumfeld bei kryogenen Temperaturen Teil dieses Entwicklungsprojektes.

Die folgenden Polymere wurden untersucht:

KRP Mechatec konnte in diesem ESA-Projekt erfolgreich die Fähigkeit zur Charakterisierung von Klebstoffeigenschaften unter extremen Bedingungen, insbesondere bei kryogenen Temperaturen und Vakuum, demonstrieren. Durch die Entwicklung und Anwendung neuartiger Prüfmethoden wurden die Fähigkeiten validiert, sowohl Steifigkeits- als auch Festigkeitsdaten für Klebstoffe unter einer Vielzahl von Umwelteinflüssen zu messen und kohäsive Materialdaten abzuleiten. Die Testaufbauten – darunter hochspezialisierte Zug- und Scherprüfungen unter Vakuum, CTE-Messungen sowie kombinierte thermische und mechanische Zyklusbelastungen mit CTE-Aktoren – gehören zu den wenigen weltweit, die solche Einblicke in die Materialeigenschaften von solchen Polymeren ermöglichen, insbesondere bei Temperaturen bis zu 4 Kelvin.

Das Projekt hat bestätigt, dass das Klebstoffverhalten unter diesen Kryo-Bedingungen den physikalischen und chemischen Erwartungen entspricht: erhöhte Sprödigkeit und Festigkeit bei niedrigeren Temperaturen sowie Herausforderungen wie Nachhärte-Effekte und Einflüsse von hydrostatischem Stress. Besonders hervorzuheben ist, dass die von KRP Mechatec entwickelte Testinfrastruktur die Verwendung von miniaturisierten Proben, Echtzeit-Dehnungsmessung und adaptive Teststrategien ermöglicht und damit einzigartige Einblicke in das tatsächliche mechanische Verhalten von Klebstoffen ermöglicht. Die in diesem Projekt entwickelten Testverfahren können somit Anwendung finden, um damit die richtigen Klebstoffe mit deren Eigenschaften zu ermitteln und damit die Optimierung einer Produktentwicklung zu unterstützen.

Für mehr Informationen besuchen Sie gerne die Website der KRP Mechatec unter: Testing and Investigation of Adhesives.

  Zug-Probe (TAST) mit Messtechnik in Temperaturkammer © KRP Mechatec

Mehr zu KRP Mechatec GmbH:

https://www.krp-m.de

PoC: Sandra Goltze, Geschäftsführerin, +49 151 6151 6610