Materialkarten, Materialdatenblätter und Material Compliance - Meilensteine für neue Entwicklung


Werkstoffe umgeben uns immer und überall. Vom Sportgerät bis zum Flugzeug, Werkstoffe spielen eine signifikante Rolle. Strukturfestigkeit, Lebensdauer oder Haptik – Eigenschaften, die die Sicherheit und das Qualitätsempfinden des Produkts definieren. Speziell in der Automobilindustrie schauen wir bei ARRK Engineering auf jahrelange Erfahrung zurück.

Als starker Partner begleiten wir die Entwicklung von Bauteilen oder Teilsystemen aus Werkstoffsicht, von der Materialauswahl über die statische und dynamische Werkstoffprüfung bis zur umfangreichen Kennwertermittlung sowie zur Bestimmung von CAE Materialkarten, die von uns oder unseren Kunden in der CAE Strukturauslegung verwendet werden. 

Außerdem unterstützen wir Automobilhersteller und deren Lieferanten in der Einhaltung gesetzlicher Richtlinien zum Thema Materialverbot und Materialkonformität. Wir übernehmen die komplette Verantwortung, um die Materialdatenblätter aller Lieferanten zusammenzutragen, sie zu begutachten und Materialbilanzen anhand komplexer Makroprogrammierungen zu erstellen, die als Basis für eine Homologationsfreigabe dienen. Darüber hinaus bewerten wir durch hoch qualitative Ökobilanzierungen (LCA) die Ressourceneffizienz und/oder den CO2 Impact entlang eines Bauteil- oder Fahrzeuglebenszyklus, von der Produktentstehungs-, über die Nutzungs- bis hin zur Recyclingsphase.


Unsere Kompetenz

Die Kompetenz in unserem Materialbereich erstreckt sich von der Unterstützung bei der Materialauswahl bis zur Bewertung des Materials im Bauteil in physikalischer, gesetzlicher und Nachhaltigkeitshinsicht. Um die Produktentwicklung aus allen werkstofflichen Blickrichtungen zu erfassen, stellen wir eine langjährige Expertise in den folgenden Kompetenzfeldern bereit:

 

 

Ihr Partner für die Material Entwicklung - profitieren Sie von unserer gebündelten Kompetenz aus Werkstoffprüfung und CAE

Bild 6
Bild 7
Bild 8
Bild 9

Materialien - Nachhaltikgeit und Compliance

Wir übernehmen für unsere Kunden die Einhaltung gesetzlicher Stoffregulierungen für Bauteile oder Fahrzeuge im Hinblick auf deren Sicherstellung und Nachweisbarkeit, um letztendlich die Typgenehmigung zu ermöglichen.

Zudem bieten wir Automobilherstellern und deren Zulieferern eine langjährige Erfahrung in der Begutachtung und Erstellung von Materialdatenblättern (MDB) im Rahmen der Entwicklungsphase und unter Berücksichtigung der gesetzlichen Material- und Chemikalien-Vorgaben sowie deren Anforderungen (REACh, EU Altauto Richtlinie, CQC usw.) an. 

Die langjährige Entwicklung von professionellen Datenbanken verbunden mit einem fundierten Know-How der gängigen Plattformen  (IMDS, CADMS, SCIP) ermöglicht uns eine eigenständige und vollständige Projektbearbeitung in Bezug auf Materialkonformität, von der Vorentwicklung bis hin zur Homologation.

  • Lieferantenmanagement
  • Begutachtung und Erstellung von Materialdatenblättern
  • Erstellung von Materialbilanzierungen
  • Berichtanfertigung für die REACh Deklaration §33 und Erlangung der Homologationsfreigabe
  • Befüllung der SCIP und CQC Datenbanken
  • Verfolgung von Gesetzesänderungen und Identifizierung von betroffenen Schadstoffen im Fahrzeug
  • Änderungsmanagement bei Materialrestriktionsfällen
  • Datensammlung und –Vorbereitung für Life Cycle Assessment (LCA)
  • CO2-Footprint Analyse
  • Ökobilanzierungen vom Bauteil bis zum Gesamtfahrzeug
  • Erstellung von Kundenspezifischen Programmierungen und Automatisierungen

Werkstoffprüfung

Um ausreichende Kenntnis über den vorliegenden Werkstoff zu erhalten und seine Gebrauchstauglichkeit im Rahmen einer Bauteilentwicklung zu bewerten, sind zahlreiche Versuche notwendig. Die Prüfungen führen wir nach internationalen Prüfnormen in Anlehnung an ISO 17025 Prozesse durch.

Impressionen unseres Materiallabors

Bild 10
Bild 11
Bild 12

Thermische Analytik

  • Dynamische Differenzkalorimetrie
  • Thermogravimetrie
  • Rheologie
  • Dilatometrie
  • Infrarotspektroskopie
  • Aktivierungsenergie, Restreaktion, Schmelztemperatur
  • Füllstoffgehalt, Veraschungstemperatur
  • Gelpunkt, Viskosität
  • Thermische Ausdehnung, Vibrationsverhalten
  • Infrarotspektrum der Absorption, Emission, Raman-Streuung

Dynamische Prüfungen

  • Zug
  • Druck
  • Durchstoß
  • Dynamisch Mechanische Analyse

Quasi-statische Prüfungen

  • Zug
  • Druck
  • Biege
  • Sonderlösungen
  • Derivate aus Kraft-Weg-Messungen
    • Richtungsabhängige Module
    • Spannung
    • Dehnung
    • Festigkeit
    • max. Verformung

Übersicht Normen Werkstoffprüfung

Zug

  • DIN EN ISO 527 -2
  • DIN EN ISO 527 -3
  • DIN EN ISO 527 - 4
  • DIN EN ISO 527 - 5
  • DIN EN 2561
  • ASTM D 3039
  • DIN EN 2597

Druck

  • DIN EN ISO 14126
  • ASTM D 6641

Biegung

  • DIN EN ISO 14125
  • DIN EN ISO 178
  • DIN EN ISO 179-1
  • ASTM D 790M

Schub

  • DIN EN ISO 14130
  • DIN EN 2563
  • ASTM D 2344
  • ISO 14129
  • DIN EN 2243-1
  • DIN EN 2243-6
  • ASD-STAN prEN 6060
  • DIN 65148

Bruchmechanik

  • ISO 15024 
  • ASD-STAN prEN 6033
  • ASD-STAN prEN 6034
  • ASTM D 5528
  • ASTM D 7905

Sandwich

  • ASTM C 273
  • DIN 53294
  • ASTM D 7249
  • ASTM C 364

Hier finden Sie die detaillierte Normenliste zum Download.


Materialcharakterisierung in CAE

Durch ein enges Zusammenspiel zwischen unserem Werkstofflabor und den Simulationsabteilungen können wir unseren Kunden eine umfassende Lösung anbieten und sowohl das Materialmodell als auch das Prüfprogramm an den Bedarf unserer Kunden anpassen. Mit diesem Vorgehen erreichen wir prognosefähige Materialkarten, mit denen z.B. das Verhalten im Crash simulativ vorhergesagt werden kann.

 

Bild 13
Bild 14
Bild 15
  • Wahl eines passenden Materialmodells in Nastran, Abaqus, LS-Dyna, PAM-Crash oder Radioss
  • Modellierung des elastoplastischen Verhaltens und Versagens in Abhängigkeit von Triaxialität, Dehnrate und Temperatur
  • Charakterisierung von Materialien wie z.B. Metallen, Kunststoffen, CFK, GFK oder Schaum
  • Charakterisierung von Schweiß-, Schraub-, Niet-, und Klebeverbindungen
  • Projektkoordination von der Konzeption des Prüfprogramms bis zum Output der fertigen Materialkarte