Thermische Analyse in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie
Innovationen für Mobilität und Luftfahrt
In der Automobil- und Luftfahrtindustrie stehen Sicherheit, Energieeffizienz und Materialzuverlässigkeit im Mittelpunkt.
Jede Komponente – vom Motorbauteil bis zur Flugzeugverkleidung – muss unter extremen Bedingungen zuverlässig funktionieren.
Hier liefert die thermische Analyse entscheidende Erkenntnisse: Sie ermöglicht die Bewertung von Wärmeleitfähigkeit, thermischer Stabilität und Ausdehnungsverhalten und ist somit ein zentrales Werkzeug für Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung.
Werkstoffe unter Extrembedingungen
Bauteile in Fahrzeugen und Flugzeugen sind hohen Temperaturen, Druckunterschieden und mechanischer Belastung ausgesetzt.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, müssen Ingenieurinnen und Ingenieure das Verhalten von Metallen, Polymeren, Keramiken und Verbundwerkstoffen präzise kennen.
Typische Herausforderungen:
Thermische Stabilität: Wie verändert sich ein Werkstoff bei wechselnden Temperaturen?
Wärmeleitfähigkeit: Wie effizient wird Wärme innerhalb eines Bauteils abgeführt?
Sinterverhalten und Aushärtung: Wie verlaufen Produktionsprozesse bei Keramiken, Verbundwerkstoffen oder Klebstoffen?
Alterungsprozesse: Wie wirken sich Temperaturzyklen auf die Lebensdauer und Performance aus?
Die modernen thermoanalytischen Messtechniken von LINSEIS ermöglichen unter anderem die Beantwortung folgender Fragestellungen:
- Bei welcher Temperatur verzieht sich ein Stoßfänger?
- Welches Material ist am wenigsten anfällig für Deformationen durch einen Aufprall?
- Warum kommt es an einem Formteil zum Versprödungsbruch?
- Lässt sich der Aushärtezyklus eines Kohlefaser-verstärkten Harzes verkürzen?
- Ist das Turbinenmaterial ausreichend wärmeleitfähig, um eine gute Kühlung zu gewährleisten?
- Welches Material hält den hohen thermischen Belastungen in der Luft- und Raumfahrt stand?
Thermische Analyseverfahren im Überblick
Mit modernen Linseis-Messsystemen lassen sich alle relevanten Parameter entlang des Produktlebenszyklus bestimmen:
Dilatometer (DIL): Messen die thermische Ausdehnung und helfen, Spannungen und Deformationen in Materialien zu vermeiden.
Laser Flash Analyzer (LFA): Bestimmen präzise die Wärmeleitfähigkeit von Metallen, Verbundstoffen oder Keramiken.
Thermische Diffusivität & Kapazität: Erlauben die Bewertung von Wärmemanagement in elektronischen und strukturellen Komponenten.
Differential Scanning Calorimetry (DSC): Untersucht Schmelz- und Glasübergänge – entscheidend für Polymere, Harze und Klebstoffe.
Thermogravimetrie (TGA): Analysiert Zersetzung, Oxidation und Feuchtigkeitsgehalt.
Praxisbeispiele aus der Industrie
Wärmeleitfähigkeit in elektrifizierten Fahrzeugen
In der Elektromobilität spielt das Thermomanagement eine zentrale Rolle. Batterien, Leistungselektronik und Kühlstrukturen müssen optimal aufeinander abgestimmt sein.
Mit der Transient Hot Bridge (THB) lässt sich die Wärmeleitfähigkeit von Isolier- und Wärmeleitmaterialien präzise messen.
Die Ergebnisse ermöglichen eine effiziente Wärmeableitung und verlängern die Lebensdauer elektronischer Komponenten.
Aushärtungsprozess von Verbundwerkstoffen in der Luftfahrt
Bei Faserverbundbauteilen – etwa für Flugzeugrümpfe oder Tragflächen – ist die exakte Steuerung des Aushärtungsprozesses entscheidend.
Mit der Differential Scanning Calorimetry (DSC) werden Härtungsreaktionen analysiert und optimiert.
Dadurch lässt sich die Fertigungszeit verkürzen, Materialfehler werden minimiert und die mechanische Stabilität verbessert.
Materialprüfung und Qualitätssicherung
Thermische Analyseverfahren von Linseis unterstützen:
die Charakterisierung neuer Werkstoffe,
die Optimierung von Produktionsprozessen,
die Simulation realer Einsatzbedingungen sowie
die Langzeitüberwachung von Bauteilen.
Damit werden Materialverhalten und Prozessparameter transparent – eine entscheidende Voraussetzung für Sicherheit, Zuverlässigkeit und Effizienz in modernen Mobilitätskonzepten.
Zukunftsperspektiven
Die fortschreitende Elektrifizierung, Leichtbaukonzepte und nachhaltige Fertigung erhöhen den Bedarf an präziser Materialanalyse.
Linseis bietet Lösungen, die Ingenieuren helfen, innovative Materialien schneller zu entwickeln und deren Verhalten zuverlässig vorherzusagen.
Ob in der Automobilindustrie, Luftfahrt oder Raumfahrt – die thermische Analyse liefert entscheidende Daten, um die Technologien von morgen sicherer, effizienter und langlebiger zu gestalten.
