TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid A1 - Hielscher, Stefan A1 - Rietz, Uwe A1 - Lerche, D. A1 - Pfuch, A. T1 - Multiple-sample approach for bonding and testing: validation of bonding strength of adhesive-bonded joints and adhesive tapes N2 - The multiple-sample approach by means of centrifugal adhesion testing (CAT-technology) allows the determination of bonding strength of adhesive-bonded joints on a statistical basis of up to eight samples. Therefore, it is obvious to ensure the continuous handling and identical processing of an octet of samples within the entire process chain of wet-chemical cleaning, plasma-chemical pre-treatment, bonding of samples, and testing of bonding strength. Within the multiple-sample bonding set-up (MPKV-technology) a defined bonding pressure can be adjusted regardless the actual number of samples. A comparison of single- and multiple-sample approach is made for bonding strength of selected adhesives, double-sided adhesive tapes and different material combinations [stainless steel (V2A) vs. stainless steel, polyamide (PA), or polypropylene (PP)]. It is shown that both technologies improve reliability of results T2 - EURADH 2016 Adhesion ´16 CY - Glasgow, UK DA - 21.09.2016 KW - Multiple-sample bonding KW - Multiple-sample testing KW - Bonding strength KW - Adhesives and adhesive tapes PY - 2016 SP - 162 EP - 166 AN - OPUS4-37588 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Zentrifugentechnologie zur statistischen Untersuchung von Stumpfklebungen: Ergebnisse ZENSUS-Ringversuchs N2 - Der Vortrag widmet sich der „Zentrifugentechnologie zur statistischen Untersuchung von Stumpfklebungen“ und beschreibt drei wesentlich verschiedene Realsysteme (Fügefläche 1/Klebstoff/ Fügefläche 2), um die Statistik ZPM (wiederholte Ein-Proben-Prüfung) vs. CAT (Mehr-Proben-Prüfung) zu vergleichen. Dazu wurden drei unterschiedliche Klebstoff-klassen mit typischen Fügeteilmaterialkombinationen ausgewählt und in einem Vorversuch mit jeweils 3 unterschiedlichen Prüfgeschwindigkeiten sowohl im Weg-geregelten als auch Kraft-geregelten Mode beansprucht. Die Ergebnisse ZPM vs. CAT und Kraft- vs. Weg-Regelung des Vorversuches zeigten keinerlei Unterschiede auf. Im Ergebnis wurde ein Ringversuch im Kraft-geregelten Mode (6xZPM vs. 8xCAT) für ein Referenzsystem durchgeführt, der nachwies, dass die CAT-Technologie statistisch relevante Prüfergebnisse zur Klebfestigkeit bereitstellt. Es zeigte sich, dass für zwei ZPM-Teilnehmer im Vertrauensbereich 99% statistisch signifikant etwas kleinere Werte der Klebfestigkeit bestimmt wurden, was auf geringfügige Abweichungen von der axialen Ausrichtung des eingespannten Prüflings bei der Ein-Proben-ZPM-Zugprüfung zurückgeführt wird. T2 - VCI CY - Frankfurt/Main, Germany DA - 10.03.2020 KW - Zentrifugentechnologie KW - Statistischen Untersuchung KW - Normung KW - Prüfgeschwindigkeiten KW - Stumpfklebungen PY - 2020 AN - OPUS4-50581 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Schukar, Vivien A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Beck, Uwe T1 - Abschlussbericht zum DFG-Projekt „FAMOS²“ FAser-basierter Magneto-Optischer SchichtSensor N2 - Der Mangel an Anwendungsrichtlinien und Validierungsverfahren für struktur-eingebettete faseroptische Dehnungssensoren, insbesondere auf Faser-Bragg-Gitter (FBG)-Basis, führte bislang dazu, dass diese Sensoren trotz ihrer hervorragenden Eigenschaften im Bereich der kommerziellen Material- und Strukturüberwachung nur in geringem Umfange eingesetzt wurden. Fragen zur Degradation der Sensoren unter Beanspruchung, Alterung durch klimatische Einflüsse und Enthaftung infolge Belastung der Struktur konnten bisher nur theoretisch simuliert oder anhand exemplarischer Proben für einzelne einflussnehmende Parameter im Labor untersucht werden. Die Erfassung des Sensorverhaltens im Bauteil unter komplexen Umwelteinflüssen während des Bauteilbetriebes, um damit eine Aussage zur Zuverlässigkeit der Sensormessdaten zu gewinnen, war bisher nicht möglich. Im Forschungsprojekt FAMOS² wurde deshalb von 2014 bis 2018 die Realisierung eines Autodiagnoseverfahrens für faseroptische Dehnungssensoren erarbeitet, um die Funktionszuverlässigkeit und Langzeitstabilität der Sensoren während des Bauteilbetriebes innerhalb einer Bauteilstruktur bewerten zu können. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde gezeigt, dass ein FBG-Sensor mit einer speziell angepassten magnetostriktiven Schicht magnetisch so angeregt werden kann, dass mit einer zugeschnittenen Messmethodik zu jedem Zeitpunkt eine Bewertung der Sensorzuverlässigkeit unter Betriebsbedingungen möglich ist. Die auf den Sensor aufgebrachte magnetostriktive Schicht erzeugt bei Anregung mit einem passenden Magnetfeld eine gepulste, synthetische Dehnung. Diese Dehnung steht in einem definierten Verhältnis zum anregenden Magnetfeld und wird optisch über die Verschiebung der Bragg-Wellenlänge ausgelesen. Die Konstanz dieses Verhältnisses stellt dann ein Maß für die korrekte Funktionsfähigkeit des Sensors dar. Das Beschichtungs-verfahren, das magnetische Anregungs- und optische Ausleseverfahren, wie auch die Validierung des Sensors unter Berücksichtigung faseroptischer Effekte wurden während des Projekts konzeptionell entwickelt, aufgebaut und charakterisiert. Qualitativ kann mit diesem Verfahren zunächst eine Gut-/Schlecht-Beurteilung des Sensors vorgenommen werden. Perspektivisch bietet das Verfahren jedoch auch die Möglichkeit, verschiedene Versagensmechanismen bestimmen und klassifizieren zu können. Es zeichnete sich schon während des Projektverlaufs ab, dass sich aus den erzielten Ergebnissen über das Autodiagnoseverfahren hinaus weitere Anwendungsmöglichkeiten für den Einsatz des kombinierten magnetostriktiv-faseroptischen Sensorprinzips, beispielsweise als reiner Magnetfeldsensor, ergeben. Nach Abschluss dieses Forschungsprojekts besteht nun die Möglichkeit, den Funktionszustand faseroptischer Dehnungssensoren jederzeit unabhängig von Alter, Belastung oder Kenntnis eines Referenzzustands zu einem bestimmten Zeitpunkt bestimmen zu können. Aufbauend auf diesen Ergebnissen können weiterführende Forschungen die Messmethodik vertiefend charakterisieren und weitere Anwendungsfälle erschließen. KW - Faser-Bragg-Gitter (FBG) KW - Sensorvalidierung KW - Magnetostriktive Beschichtung KW - Structural Health Monitoring (SHM) PY - 2018 N1 - Das Dokument unterliegt der Vertraulichkeit und kann nicht zugänglich gemacht werden - Projektlaufzeit: 01.04.2014 - 31.07.2018 The document is subject to confidentiality restrictions and cannot be made accessible - project runtime: 01.04.2014 - 31.07.2018 SP - 1 EP - 28 AN - OPUS4-50418 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Stockmann, Jörg M. T1 - AiF Projekt GmbH, KONTRAST – schnell, sicher, sichtbar N2 - Das Projekt KONTRAST adressiert die Qualitätskontrolle (QC) zur Erfassung nano- und mikroskaliger Belegung/Degradation mittels abbildender Ellipsometrie (IE). Das BAM-Teilvorhaben beinhaltet das Screening von Benchmark-Materialsystemen und die Validierung von Messstrategien. Im Ergebnis erfolgte eine Fokussierung auf das im Vergleich zur off Null Ellipsometrie (ONE) aussichtereichere Verfahren der referenzkompensierten Ellipsometrie(RKE), das marktstrategisch in RSE (referenced spectral ellipsometry) umbenannt wurde. Alle Materialsysteme der BAM-Unterauftragnehmer konnten mit IE visualisiert werden, mit dem RSE-System in wesentlich kürzeren Zeiten, auf größeren Flächen, bei vergleichbarer Empfindlichkeit und Auflösung, Komplementärverfahren waren für den schnellen Nachweis nano- und mikroskaliger Belegung nicht konkurrenzfähig, wobei zusätzliche Materialsysteme mit niedrigem Kontrast (SnO:Ni auf Glas bzw. Cr auf Chromstahl) in der BAM hergestellt wurden. Die öffentliche Präsentation des RSE-Prototyps erfolgte auf der ICSE-7 2016 mit der Publikation 2017 in Applied Surface Science. KW - Abbildende Ellipsometrie (IE) KW - Imaging Null Ellipsometrie (INE) KW - Referenced Spectral Ellipsometry (RSE) KW - Oberflächenverunreinigungen KW - Visualisierung bei geringem Kontrast PY - 2017 N1 - Das Dokument unterliegt der Vertraulichkeit und kann nicht zugänglich gemacht werden Projektlaufzeit: 01.10.2014 bis 28.08.2017 The document is subject to confidentiality restrictions and cannot be made accessible Project runtime: 01.10.2014 to 28.08.2017 SP - 1 EP - 16 AN - OPUS4-50420 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe T1 - Abschlussbericht zum BMWi / MNPQ – Verbundprojekt Quo Vadis Qualitätssicherung von Verbundwerkstoffen und Validierung des Zentrifugenversuchs – eines neuartigen Prüfverfahrens zur Bestimmung von Verbundfestigkeiten N2 - Quo Vadis – Kurzdarstellung Im Fokus von Quo Vadis stehen die Qualitätssicherung von Verbundwerkstoffen und die Validierung der Zentrifugentechnologie zur quantitativen Bestimmung von Festigkeitswerten in der Beanspruchung auf Zug als Mehr-Proben-Prüfverfahren unter Verwendung einer analytischen Zentrifuge (nachfolgend als „Adhesion Analyser LUMiFrac®“ bezeichnet). Zu den Festigkeiten, die mit Hilfe des LUMiFrac® unter Verwendung aufgeklebter Prüfstempel bestimmt werden, gehören die Fügefestigkeit (FF) von Klebverbindungen, die Haftfestigkeit (HF) von Beschichtungen sowie die Verbundfestigkeit (VF) von Faserverbundwerkstoffen. Aufbauend auf zwei Funktionsmustern der analytischen Zentrifuge sollen für die genannten Anwendungsszenarien (FF, HF, VF) in Anlehnung an die geltenden Normen DIN EN 15870 „Klebstoffe – Zugprüfung zur Bestimmung der Zugfestigkeit von Stumpfklebungen“ und DIN EN ISO 4624 „Beschichtungsstoffe – Abreißversuch zur Beurteilung der Haftfestigkeit“ geeignete Prüfstrategien und -abläufe sowie zum Klebprozess kompatible Aufnahmen für den Prüfkörperverbund in der Zentrifuge entwickelt werden. Im Ergebnis des Vorhabens soll ein automatisiertes und validiertes Mehr-Proben-Prüfverfahren zur Qualitätssicherung von Verbundfestigkeiten zur Verfügung stehen, welches neben der Hardware auch eine Software für die angepassten Prüfstrategien in Form von SOPs (standard operating procedures) bereitstellt. KW - Zentrifugentechnologie KW - Mehr-Proben-Prüfverfahren KW - Fügefestigkeit KW - Klebverbindungen KW - Haftfestigkeit KW - Beschichtungen KW - Verbundfestigkeit KW - Zugfestigkeit PY - 2015 N1 - Das Dokument unterliegt der Vertraulichkeit und kann nicht zugänglich gemacht werden Projektlaufzeit: 01.05.2012 bis 31.08.2015 The document is subject to confidentiality restrictions and cannot be made accessible Project runtime: 01.05.2012 bis 31.08.2015 SP - 1 EP - 12 AN - OPUS4-50390 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Krüger, A. T1 - Abschlussbericht für das Kooperationsprojekt zwischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen (KF) - Nanoskalige Haftvermittler zur Erhöhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit kritischer Verbundsysteme unter Verwendung von ALD-Hybridprozessen N2 - Aufzählung der wichtigsten wissenschaftlich-technischen und anderer wesentlicher Ergebnisse • ALD Abscheidungen auf Polymeren (PE, PP, PTFE) unter Atmosphärendruck und im Vakuum mit Ozon als Oxidationsmittel wurden durchgeführt: - Mit Variation der Schichtdicke - Mit Variation der Zykluszeit - Mit und ohne Ozon Vorbehandlung der Oberfläche • ALD Abscheidungen auf (PE, PP, PTFE) in Vakuum mit O2- und H2-Plasma Vorbehandlung wurden durchgeführt. - Mit Variation der Schichtdicke - Mit Variation der Zykluszeit - Mit und ohne Plasma Vorbehandlung der Oberfläche • Die ALD Prozesse wurden mit in situ Laserellipsometrie untersucht. • Die ALD Schichten wurden für die Haftfestigkeit bei der BAM ausgewerte KW - ALD-Abscheidungen KW - Plasma Vorbehandlung KW - Laserellipsometrie KW - Haftfestigkeit PY - 2017 N1 - Das Dokument unterliegt der Vertraulichkeit und kann nicht zugänglich gemacht werden - The document is subject to confidentiality restrictions and cannot be made accessible - Projektlaufzeit: 01.07.2015-30.06.2017 - Project runtime: 01.07.2015-30.06.2017 SP - 1 EP - 17 AN - OPUS4-50386 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid T1 - Validierung der Oberflächenbehandlung für hochfeste Klebverbindungen und Beschichtungen als durchgehendes Mehr-Proben-Konzept in den Schritten Reinigung, Vorbehandlung, Klebung und Prüfung der Verbundfestigkeit "OKTETT - Acht auf einen Streich" N2 - Aus der Möglichkeit mittels Zentrifugentechnologie bis zu 8 Proben gleichzeitig einer Zugprüfung unter wirklich identischen Bedingungen, schnell über einfaches Einstecken der Proben und unter Ausschluss jeglicher Querkräfte, zu unterziehen , ergab sich für Klebverbindungen erstmals die Möglichkeit einer statistisch abgesicherten Prüfung identischer bzw. einer vergleichend bewertenden Prüfung unterschiedlicher Verbundsysteme. Es war deshalb naheliegend, auch das Aufkleben der Prüfstempel unter möglichst identischen Bedingungen und ebenfalls frei von Querkräften im OKTETT durchzuführen. Außerdem sind beim durchgehenden Handling im OKTETT die identische Vorbehandlung vor dem Kleben, identische Transferzeiten und -bedingungen zwischen den verschiedenen Prozessschritten, eine weitgehend gleichartige Klebstoffaufbereitung und -applikation sowie die bessere Einhaltung von gleichen Verarbeitungs- und Aushärtezeiten der Klebstoffe vor der Prüfung der Verbundfestigkeit für jeweils 8 Proben sichergestellt. Im Ergebnis dieser Überlegungen stellte sich schnell heraus, dass das Mehr-Proben-Kleben unter identischen Bedingungen für in Grenzen unterschiedliche Verbundsysteme eine ungelöste Aufgabenstellung ist. KW - Zentrifugentechnologie KW - Mehr-Proben-Handling KW - Ranking und Statistik KW - Verbundfestigkeit KW - Klebfestigkeit PY - 2014 N1 - Das Dokument unterliegt der Vertraulichkeit und kann nicht zugänglich gemacht werden Projektlaufzeit: 01.10.2014 bis 30.09.2014 The document is subject to confidentiality restrictions and cannot be made accessible Project runtime: 01.10.2014 to 30.09.2014 SP - 1 EP - 14 AN - OPUS4-50429 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Abschlusspräsentation zum Unterauftrag des BMWi Projekts ARGUS N2 - Im Rahmen eines BMWi Projekts der Fa. Innovent Jena, bei dem ein neuartiger optischer Sensor zur Bewertung der Oberflächenqualität und Reinheit von optischen Gläsern im Fokus stand, wurden die abbildende Ellipsometrie, die IR-Mikroskopie und die Weißlichtinterferenzmikroskopie als Referenzverfahren herangezogen. Mittels Brewster-Winkelmessungen konnten „Wolkenstrukturen“ identifiziert werden, die bei nachfolgenden Beschichtungsprozessen zu Schichtdefekten führen können. Außerdem wurden mittels Ellipsometrie Änderungen im Brechungsindex der Floatgläser (Luft- bzw. Zinnseite) nachgewiesen. Topographie Oberflächenmerkmale wie Welligkeit, Rauheit und Kreuzrillen konnten mittels Weißlichtinterferenzmikroskopie bzw. abbildender Ellipsometrie identifiziert werden. T2 - Projektverteidigung: Abschlusspräsentation zum Unterauftrag ARGUS, 14.12.2017, Jena, Innovent CY - Jena, Germany DA - 14.12.2017 KW - Glasoberflächen KW - Imaging Ellipsometrie KW - Verunreinigungen KW - Fehlstellen KW - Weißlichtinterferenzmikroskopie KW - Topographie PY - 2017 AN - OPUS4-50439 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Normung und Standardisierung im Bereich von Kohlenstoffschichten T2 - 6. Graphen Treffen CY - Berlin DA - 2015-11-06 PY - 2015 AN - OPUS4-34742 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baier, Jennifa A1 - Beck, Uwe A1 - Hidde, Gundula A1 - Hielscher, Stefan A1 - Lange, Thorid A1 - Mix, Renate T1 - Plasmagestützte Oberflächenfunktionalisierung von Polypropylen (PP) N2 - Polypropylen (PP) ist als Niedrigenergie-Polymer ohne nass- und plasmachemische Vorbehandlung weder haftfest zu beschichten noch verbundfest zu kleben. Typische Haft- bzw. Klebfestigkeiten liegen für die unbehandelte Polymeroberfläche bei maximal 0,5 MPa. Hinzu kommt, dass bei der Bestimmung von Haft- und Klebfestigkeiten der unmodifizierten Oberfläche mit großen Streuungen zu rechnen ist, die bezogen auf die Spannweite durchaus einem Faktor 5 entsprechen können. Generell besteht bei Prüfung der Haftfestigkeit mittels Stirnabzugsversuch und bei der Prüfung der Klebfestigkeit die Notwendigkeit eines statistisch validierten Herangehens. Hierzu sind zeitaufwändige Ein-Proben-Klebungen und -Prüfungen nur eingeschränkt geeignet. Zudem ist, insbesondere für geringe Haft- bzw. Klebfestigkeiten, ein querkraftfreies Prüfen Grundvoraussetzung. Im vorliegenden Beitrag werden verschiedenartige plasmagestützte Oberflächenfunktionalisierungen von PP sowie das Mehr-Proben-Konzept zur Klebung/Prüfung von bis zu acht Proben vorgestellt. Dazu werden ein BAM-Funktionsmuster einer Mehr-Proben-Kleb-Vorrichtung und eine kommerzielle analytische Zentrifuge zum Prüfen verwendet. T2 - 24. Workshop des Anwenderkreises Atmosphärendruckplasma "Haftung durch Oberflächenfunktionalisierung" CY - Erfurt, Germany DA - 11.11.2015 KW - Plasmamodifizierung KW - Polypropylen KW - Haftfestigkeit KW - Klebfestigkeit KW - Mehr-Proben-Kleben/-Prüfen PY - 2015 SP - 1 EP - 6 PB - Anwenderkreis Atmosphärendruckplasma CY - Jena AN - OPUS4-34838 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pfuch, A. A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid A1 - Rietz, U. A1 - Küzün, B. A1 - Twardygrosz, R. T1 - Wie Klebungen einfacher validiert werden können N2 - Die Bestimmung der Haftfestigkeit von Lackierungen, Beschichtungen oder Klebungen ist wichtig für die Beurteilung von entsprechenden Fertigungsabläufen. Unter Verwendung einer neuen Zentrifugentechnik wurde jetzt ein neues Mehr-Proben-Konzept zur schnellen Validierung von Klebverbindungen entwickelt. KW - Klebfestigkeit KW - Haftfestigkeit KW - Mehr-Proben-Vorbehandeln/Kleben/Prüfen PY - 2015 SN - 0001-8198 VL - 9 SP - 44 EP - 52 PB - Vieweg CY - Wiesbaden AN - OPUS4-34282 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -