Material Testing, Materialkarten, Materialdatenblätter und Compliance - Meilensteine für neue nachhaltige Entwicklungen

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.

Zudem begleiten wir Unternehmen in ihrer Nachhaltigkeitsanalyse und ihrem Weg zu nachhaltigen Innovationen. 

Nachhaltigkeitsmanagement

Im Auftrag unserer Kunden denken wir Mobilität neu.
Anne-Claire Höppner
Bereichsleiterin Material
Bei ARRK Engineering seit 2001

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:

Materialcontrolling und Compliance Sicherstellung 

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, CAMDS, 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
  • Erstellung von Kundenspezifischen Programmierungen und Automatisierungen

Über die Materialperspektive hinaus sind wir ebenfalls im Nachhaltigkeitsmanagement spezialisiert.

Alles aus einer Hand - vom Testing bis zur Simulation

Im Laufe der Jahre haben wir uns eine umfangreiche Expertise in der Erstellung von Materialkarten angeeignet, um robuste Simulationen durchführen zu können. Wir beginnen mit einer sorgfältigen Eingangsprüfung der Materialien, gefolgt von der gezielten Vorbereitung der Probekörper für verschiedene Versuche.

Unsere hochqualifizierten CAE-Experten kalibrieren anhand der Versuchsergebnisse Materialmodelle, die ein realistische Verhalten der Werkstoffe widerzuspiegeln.

Echte Komponenten durchlaufen mechanische Versuche, um die Qualität unserer Simulationsmodelle auf Bauteilebene zu optimieren, wobei wir die Versuche aus verschiedenen Blickwinkeln aufzeichnen, um Phänomene genau beobachten zu können.

Schließlich validieren wir unsere Materialmodelle, indem wir die Simulationsergebnisse mit den tatsächlichen Versuchsergebnissen vergleichen. Dies ermöglicht eine intelligente und schnelle Entwicklung von Automobilkomponenten mithilfe unserer aussagekräftigen Materialkarten.

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

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

Hier finden Sie die detaillierte Normenliste auch 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.

  • 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