Die Kombination von kalorimetrischer Hot-Stage-DSC-Messung und Digitalmikroskopie ermöglicht eine schnellere Materialentwicklung polymerbasierter Werkstoffe. Die Neue Materialien Bayreuth GmbH (NMB) bietet Interessenten Hot-Stage-Differenzkalorimeter in Verbindung mit einem hochauflösenden Digitalmikroskop VHX-7100 des Herstellers Keyence für die Produktentwicklung an. Von Nutzen ist dies laut NMB insbesondere in der additiven Fertigung.
Die dynamische Differenzkalorimetrie, kurz DSC, ist ein auf Wärmeströmen basierendes Messverfahren, das vorranging bei Polymeren eingesetzt wird, um die Temperaturbereiche für thermische Effekte, wie Glasübergang, Aufschmelzen oder Erstarren, zu ermitteln.
Die Kombination von Hot-Stage-DSC-Messung mit Mikroskopie ermöglicht es, parallel hochauflösende 4K-Bilder und Videos des Werkstoffs beim Aufschmelzen, Erstarren oder anderen Reaktionen aufzunehmen und diese mit den thermischen Effekten der DSC-Messung in Relation zu setzten. Diese Kombination verhilft zu einem besseren Verständnis der Vorgänge im Material, wodurch sich die Entwicklung der Werkstoffe von Morgen effizient beschleunigen lässt.
Gerade in der additiven Fertigung spielen Themen, wie Kristallisation und deren Kinetik eine entscheidende Rolle, um zum einen Verzug und Eigenspannungen der Bauteile zu vermeiden und zum anderen eine optimale Anhaftung der aufeinander aufbauenden Schichten zu gewährleisten. Dieses Prozess- und Materialverständnis schafft die Grundlage für den Sprung der additiven Technologien in die Serienfertigung mit erhöhten Anforderungen an Prozessfähigkeit und Qualität der Produkte.
Bild oben: Digitalmikroskop-Aufnahme von Polypropylen während des Erstarrens mit sich langsam formenden sphärolithischen Kristallstrukturen (links) und parallele kalorimetrische DSC-Messung mit spezifischem Schmelz- und Kristallisationsbereich (rechts) (Quelle: NMB)
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