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Entwicklung eines Messaufbaus zur Prüfung der Eignung von Polymeren für elektrothermische Aktoren

Thaqi, Emir :
Entwicklung eines Messaufbaus zur Prüfung der Eignung von Polymeren für elektrothermische Aktoren.
TU Darmstadt, Institut EMK / FG M+EMS
[Bachelorarbeit], (2014)

Kurzbeschreibung (Abstract)

In der vorliegenden Arbeit wird ein Messaufbau entwickelt, um die thermische Belastbarkeit von Polymeren zu ermitteln. Anhand dieser Messung kann eine qualitative Aussage über die Eignung von Polymeren für thermische Aktoren getroffen werden. Ein bestimmbares Maß für die Temperaturbelastbarkeit von Polymeren stellt der Materialkennwert der Wärmeformbeständigkeit dar. Zur Ermittlung der Wärmeformbeständigkeit von Polymeren existiert bereits eine internationale Norm, die „DIN EN ISO 75“. Der zu realisierende Messaufbau orientiert sich nur an dieser Norm, da die Norm nicht für die Abmessungen eines Polymeraktors gedacht ist. Die die Maße eines Polymeraktors, das am Instituts eigenem Reinraum mittels „UV-tiefenlithographie“ gefertigt wurde beträgt ca. 4 mm Länge, 1 mm Breite und ca. 0,3 mm - 0,5 mm Dicke. Nach dem beschrieben Messverfahren in der „DIN EN ISO 75“ wird ein Probekörper in einen Drei-Punkt Biegeversuch eingespannt und definiert belastet. Im Anschluss wird die eingespannte Probe in einen Wärmeträger eingeführt und konstant erhitzt, mit einen Gradienten von 120 °C/h. Sobald die Probe durch die thermische Belastung eine Randfaserdehnungserhöhung von 0,2 % aufweist, wird die Temperatur in der Nähe der Probe zu diesem Zeitpunkt gemessen. Die gemessene Temperatur ist die Wärmeformbeständigkeitstemperatur und ist Ziel dieser Messung. Eine Recherche zum Stand der Technik über Geräte, die zur Ermittlung der Wärmeformbeständigkeit von Polymeren geeignet sind, wurde durchgeführt. Dabei wurden Anforderungen und Wünsche abgleitet. Zu den abgeleiteten Anforderungen zählt zum Beispiel die Speicherung der Messdaten oder die Kühlung des Wärmeträgers. Zudem wurden die recherchierten Geräte miteinander verglichen. Dabei stellte sich eine Gemeinsamkeit aller recherchierten Geräte dar. Die Gemeinsamkeit ist, das alle aufbauten die Wärmeformbeständigkeit nach der

„DIN EN ISO 75“ messen. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist, dass Konstruktionsmaterial „SU-8“ zu charakterisieren. Zudem ist es wünschenswert, dass andere Polymer mit gleichen oder unterschiedlichen Abmessungen charakterisiert werden können.

Typ des Eintrags: Bachelorarbeit
Erschienen: 2014
Autor(en): Thaqi, Emir
Titel: Entwicklung eines Messaufbaus zur Prüfung der Eignung von Polymeren für elektrothermische Aktoren
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

In der vorliegenden Arbeit wird ein Messaufbau entwickelt, um die thermische Belastbarkeit von Polymeren zu ermitteln. Anhand dieser Messung kann eine qualitative Aussage über die Eignung von Polymeren für thermische Aktoren getroffen werden. Ein bestimmbares Maß für die Temperaturbelastbarkeit von Polymeren stellt der Materialkennwert der Wärmeformbeständigkeit dar. Zur Ermittlung der Wärmeformbeständigkeit von Polymeren existiert bereits eine internationale Norm, die „DIN EN ISO 75“. Der zu realisierende Messaufbau orientiert sich nur an dieser Norm, da die Norm nicht für die Abmessungen eines Polymeraktors gedacht ist. Die die Maße eines Polymeraktors, das am Instituts eigenem Reinraum mittels „UV-tiefenlithographie“ gefertigt wurde beträgt ca. 4 mm Länge, 1 mm Breite und ca. 0,3 mm - 0,5 mm Dicke. Nach dem beschrieben Messverfahren in der „DIN EN ISO 75“ wird ein Probekörper in einen Drei-Punkt Biegeversuch eingespannt und definiert belastet. Im Anschluss wird die eingespannte Probe in einen Wärmeträger eingeführt und konstant erhitzt, mit einen Gradienten von 120 °C/h. Sobald die Probe durch die thermische Belastung eine Randfaserdehnungserhöhung von 0,2 % aufweist, wird die Temperatur in der Nähe der Probe zu diesem Zeitpunkt gemessen. Die gemessene Temperatur ist die Wärmeformbeständigkeitstemperatur und ist Ziel dieser Messung. Eine Recherche zum Stand der Technik über Geräte, die zur Ermittlung der Wärmeformbeständigkeit von Polymeren geeignet sind, wurde durchgeführt. Dabei wurden Anforderungen und Wünsche abgleitet. Zu den abgeleiteten Anforderungen zählt zum Beispiel die Speicherung der Messdaten oder die Kühlung des Wärmeträgers. Zudem wurden die recherchierten Geräte miteinander verglichen. Dabei stellte sich eine Gemeinsamkeit aller recherchierten Geräte dar. Die Gemeinsamkeit ist, das alle aufbauten die Wärmeformbeständigkeit nach der

„DIN EN ISO 75“ messen. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist, dass Konstruktionsmaterial „SU-8“ zu charakterisieren. Zudem ist es wünschenswert, dass andere Polymer mit gleichen oder unterschiedlichen Abmessungen charakterisiert werden können.

Freie Schlagworte: Aktor elektrothermisch Messdatenerfassungssystem Temperaturmessung Materialermüdung Mikro- und Feinwerktechnik Elektromechanische Konstruktionen SU-8
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen > Mikrotechnik und Elektromechanische Systeme
Hinterlegungsdatum: 17 Feb 2015 08:08
Zusätzliche Informationen:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv Institut EMK. Anfrage über Sekretariate

Bibliotheks-Siegel: 17/24 EMKB 1870

Art der Arbeit: Bachelorarbeit

Beginn Datum: 02-06-2014

Ende Datum: 03-11-2014

ID-Nummer: 17/24 EMKB1870
Gutachter / Prüfer: Schlaak, Prof. Helmut F.
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