ADMiRE Research Center FH Kärnten: Charakterisierung 3D-gedruckter Multimaterial-Elastomere
Case Study
- Kunde: FH Kärnten
- Ort: Villach, Österreich
- Branche: Institute & Akademie
- Thema: Charakterisierung der Grenzflächenhaftung von additiv gefertigten elastomeren Multimaterialproben
November 2025
Das ADMiRE Research Center der FH Kärnten nutzt den T-Peel-Test mit der zwickiLine 1 kN zur präzisen Charakterisierung von 3D-gedruckten Multimaterial-Elastomeren. Ziel ist es, die Haftung zwischen weichen Materialien zu analysieren – eine entscheidende Grundlage für innovative Anwendungen in der Medizintechnik, Soft-Robotik und bei Wearables.
Das ADMiRE Research Center (FH Kärnten gGmbH)
Das ADMiRE Research Center ist ein Forschungszentrum der Fachhochschule Kärnten mit Sitz in Villach. Es ist spezialisiert auf Additive Fertigung (3D-Druck), intelligente Robotik und eingebettete Sensorsysteme. Die Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Material, Design, Prozess und Anwendung, wobei Nachhaltigkeit eine zentrale Rolle spielt.
Ein besonderer Fokus liegt auf der Materialextrusion-basierten additiven Fertigung mit Polymerfilamenten und -granulaten. Das ADMiRE Research Center verfolgt das Ziel, additive Fertigungstechnologien im Sinne des europäischen Green Deals weiterzuentwickeln und für eine breite Nutzergruppe zugänglich zu machen. Dabei arbeitet das Zentrum eng mit regionalen, österreichischen und europäischen Industriepartnern zusammen, um Forschungsergebnisse in die Praxis zu überführen.
Zu den aktuellen Projekten zählen unter anderem die Entwicklung intelligenter Prothesen- und Orthesensysteme mit Perspektiven für Exoskelette, smarte Einlegesohlen, die Kombination von Robotik und 3D-Druck, Multi-Material- und Multi-Achs-Druckverfahren sowie der Einsatz biobasierter, biologisch abbaubarer und recycelter Polymermaterialien. Auch die Integration additiver Fertigung in die Lehre und Produktentwicklung gehört zum Portfolio.
Die ZwickRoell Top Kompetenzen
- Benutzerfreundliche Bedienung von Maschine und Software
- Langjährige Erfahrung mit ZwickRoell-Maschinen
- Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der Prüfergebnisse
- Verschiedene Adapter erlauben vielfältige Prüfmöglichkeiten
Die Aufgabe
Charakterisierung der Grenzflächenhaftung für bessere Funktionsdauer und lange Lebensdauer
Das ADMiRE Research Center stand vor der Herausforderung, die Haftung zwischen einzelnen Materialschichten in flexiblen, mehrschichtigen Strukturen präzise zu bewerten. Diese Strukturen entstehen durch fortschrittliche additive Fertigungsverfahren und müssen unter realen Bedingungen mechanischer Dauerbelastung standhalten. Der Grund: Die genaue Analyse der Grenzflächenhaftung ist entscheidend, um die Funktionssicherheit und Lebensdauer der Bauteile zu gewährleisten und die Material- sowie Prozessentwicklung gezielt voranzutreiben.
Die ZwickRoell Lösung
T-Peel-Test zur Prüfung der Haftung zwischen Multimaterialschichten
Um die Haftfestigkeit zwischen additiv gefertigten Elastomeren unterschiedlicher Härte zuverlässig zu bewerten, setzt das ADMiRE Research Center den T-Peel-Test gemäß ISO 11339:2022 ein. Dabei handelt es sich um ein standardisiertes Prüfverfahren zur Bestimmung der Grenzflächenhaftung in mehrschichtigen Strukturen. Das Prüfstück besteht aus zwei miteinander verbundenen Elastomeren, die mit überlappender Grenzfläche im 3D-Druck hergestellt wurden.
Bei der Prüfung werden die beiden verbundenen Schichten unter kontrollierten Bedingungen in einem Winkel von 180° auseinandergezogen. Die verwendete zwickiLine-Prüfmaschine misst dabei die Kraft, die erforderlich ist, um die Trennung entlang der Verbindungsfläche fortzusetzen. So lässt sich die mittlere Peel-Festigkeit sowie die Art des Versagens präzise bestimmen. Dieses Verfahren liefert belastbare Daten zur Qualität der Materialverbindung und bildet die Grundlage für die Weiterentwicklung belastbarer Bauteile bestehend aus mehreren Materialien, im Bereich der additiven Fertigung.
„Durch den Einsatz der zwickiLine 1 kN gewinnen wir ein tieferes Verständnis für das Haftverhalten zwischen weichen Materialien, was eine wesentliche Grundlage ist für die Entwicklung der nächsten Generation medizinischer Geräte, tragbarer Systeme und Soft-Robotik"
Deniz Varsavas, Wissenschaftliche Mitarbeiterin ADMiRE Research Center
Das Ergebnis
Präzise Ergebnisse für die Auswahl geeigneter Materialkombinationen
Durch den Einsatz der zwickiLine-Prüfmaschine erzielt das ADMiRE Research Center hochpräzise Messergebnisse bei der Bewertung der Grenzflächenhaftung in Strukturen, die aus mehreren Materialien bestehen. Die exakte Steuerung und hohe Anpassungsfähigkeit des Systems ermöglichen eine zuverlässige Analyse der Peel-Festigkeit und des Versagensverhaltens.
Diese Daten bilden eine gute Grundlage für die Auswahl geeigneter Materialkombinationen in der additiven Fertigung. Zugleich unterstützen sie die Entwicklung nachhaltiger und leistungsfähiger Lösungen im Bereich der Polymertechnik. So trägt die Prüftechnologie maßgeblich dazu bei, Design- und Fertigungsprozesse zu optimieren.
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