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MPK-Norm

Mechanische Prüfung von Kunststoffen – MPK-Norm

Die Hausnormen mit der Abkürzung MPK (Mechanische Prüfung von Kunststoffen) basieren auf den langjährigen Erfahrungen der Herausgeber in Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Kunststoffe, Kunststoffprüfung, der Kunststoffdiagnostik und der Schadensanalyse. Die diesbezüglichen Arbeitsergebnisse wurden bisher in drei Monographien zum Deformations- und Bruchverhalten von Kunststoffen [1–3], erschienen im Springer Verlag und zwei als Lehrbuch für Studierende verfassten Büchern [4, 5] dargestellt. Darüber hinaus ist für die russischsprachige Ausbildung an Universitäten und Hochschulen das Lehrbuch [4] in russischer Sprache erschienen [6]. Von besonderer Bedeutung für Prüflaboratorien und Konstruktionsbüros im Bereich der Kunststoffanwendung ist das als Datensammlung konzipierte Nachschlagewerk Landolt-Börnstein "Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers" [7]. Neben diesen Lehr- und Fachbüchern existieren zahlreiche Einzelpublikationen in wissenschaftlichen Fachzeitschriften [8–16] und in den Fortschrittsberichten der VDI-Reihe „Mechanik/ Bruchmechanik“ [17–20].

Vor dem Hintergrund einer sich vollziehenden dynamischen Entwicklung der Wissenschaftsdisziplin der Kunststoffprüfung war es folgerichtig, die erhaltenen Ergebnisse der Arbeitsgruppe auch als Hausnormen aufzuarbeiten und auf unseren Homepages (http://www.kunststoffdiagnostik.de/ und http://www.psm-merseburg.de/) zur Verfügung zu stellen.
Im Gegensatz zum internationalen Erkenntnisstand dieses Forschungsgebietes stehen die derzeit verfügbaren internationalen (ISO), europäischen (EN) und nationalen Normen (DIN EN, DIN ISO und DIN EN ISO).
Neben den Normen existieren Richtlinien verschiedener Hersteller- oder Anwenderverbände, wie z. B. VDI-, VDE- und DVS-Richtlinien oder Verarbeitungsempfehlungen von Kunststoffherstellern, die konkretisierte, aber nicht genormte Erweiterungen darstellen. Wesentliche Bedeutung besitzen in diesem Zusammenhang auch die Qualitätsanforderungen der Automobilhersteller (DBL-Daimler-Benz-Liefervorschrift, GME-General Motors-Specification, BMW N-Werknorm u.a.), die speziell für die Zulieferindustrie bindende Vorschriften darstellen [5].

Für Prüflaboratorien, denen die Kompetenz nach DIN EN ISO/IEC 17025 für ein Sachgebiet bescheinigt wurde, besteht die Möglichkeit, im Rahmen der Akkreditierung eigene, auf umfangreichen Erfahrungen beruhende Prüfvorschriften durch die DAkkS (Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH, Berlin) begutachten und validieren zu lassen. Solche Prüfprozeduren existieren z. B. in der IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH, Dresden mit den IMA-Prüfvorschriften und im eigenen Prüflabor „Mechanische Prüfung von Kunststoffen“ (MPK), wobei im Mittelpunkt der Eigenschaftscharakterisierung eine Bewertung mit bruchmechanischen Kenngrößen steht. Dabei werden neue Erkenntnisse, die den Stand der Wissenschaftsdisziplin repräsentieren, in die entsprechenden Normen eingearbeitet. Bisher stehen die Normen

Prüfung von Kunststoffen – Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch: Prozedur zur Ermittlung des Risswiderstandsverhaltens aus dem instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch
Teil 1: Kennwertermittlung als Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung
Teil 2: Kennwertermittlung als Widerstand gegenüber stabiler Rissausbreitung
Prüfung von Kunststoffen – Instrumentierter Kerbschlagzugversuch: Prozedur zur Ermittlung des Risswiderstandsverhaltens aus dem instrumentierten Kerbschlagzugversuch
Prüfung von Kunststoffen – Instrumentierter Fallversuch: Prozedur zur Ermittlung des Zähigkeitsverhaltens aus dem instrumentierten Fallversuch

zur Verfügung.

Dabei stehen diese MPK-Hausnormen nicht im prinzipiellen Widerspruch zur internationalen Normung [21–23] und Normungsbestrebungen [24–25], bieten aber vielfach eine wesentlich detaillierte Herangehensweise und vertiefte Auswertemethoden für den Anwender.


Literaturhinweise

[1] Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Deformation und Bruchverhalten von Kunststoffen.Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1998) 525 Seiten, 370 Abbildungen, 44 Tabellen, (ISBN 978-3540636717; siehe AMK-Büchersammlung unter A 6)
[2] Grellmann, W., Seidler, S. (Eds.): Deformation and Fracture Behaviour of Polymers. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (2001) 626 Pages, 447 Illustrations and 51 Tables, (ISBN 978-3540412472; siehe AMK-Büchersammlung unter A 7)
[3] Grellmann, W., Langer, B.: Deformation and Fracture Behaviour of Polymer Materials. Springer Series in Materials Science 247, Springer Verlag, Berlin Heidelberg (2017) (ISBN 978-3-319-41877-3; siehe AMK-Büchersammlung unter A 19)
[4] Grellmann, W., Seidler, S. (Eds.): Polymer Testing. Carl Hanser Verlag, München Wien (2013) 3. Auflage 674 pages, 458 Illustrations and 36 Tables, (ISBN 978-56990-548-7/ ISBN 978-1-56990-549-4; siehe AMK-Büchersammlung unter A 15)
[5] Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage 752 Seiten, 457 Abbildungen, 36 Tabellen (ISBN 978-3-446-44350-1; E-Book: ISBN 978-3-446-44390-7; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)
[6] Grellmann, W., Seidler, S. (Eds.) Ispytania Plast Mass (Kunststoffprüfung; russische Ausgabe) „Professija“ Publishing House St. Petersburg 2010 714 Seiten, (ISBN 978-5-91884-005-4; siehe AMK-Büchersammlung unter A 11)
[7] Grellmann, W., Seidler, S.: Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers. Landolt-Börnstein. Volume VIII/6A3, Springer Verlag, Berlin (2014), (ISBN 978-3-642-55165-9; siehe AMK-Büchersammlung unter A 16)
[8] Grellmann, W., Seidler, S., Hesse, W.: Prozedur zur Ermittlung des Risswiderstandsverhaltens mit dem instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch.
In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Deformation und Bruchverhalten von Kunststoffen. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1998), S. 75–90
[9] Grellmann, W., Seidler, S., Hesse, W.: Procedure for Determining the Crack Resistance Behaviour Using the Instrumented Charpy Impact Test.
In: Grellmann, W., Seidler, S. (Eds.): Deformation and Fracture Behaviour of Polymers. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (2001), S. 71–86
[10] Grellmann, W., Seidler, S., Lach, R.: Geometrieunabhängige bruchmechanische Werkstoffkenngrößen – Voraussetzung für die Zähigkeitscharakterisierung von Kunststoffen. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 32 (2001) 1–10, S. 552–561
[11] Grellmann, W., Lach, R., Seidler, S.: Geometrie-Independent Fracture Mechanics Values of Polymers. International Journal of Fracture, Letters in Fracture and Micromechanics 118 (2002) L9–L14
[12] Seidler, S., Grellmann, W.: Determination of Geometry Independent J-Integral Values on Tough Polymers. International Journal of Fracture, Letters in Fracture and Micromechanics 96 (1999), L17–L22
[13] Grellmann, W., Seidler, S.: Risszähigkeit von Kunststoffen – Messungen bei dynamischer Beanspruchung. Materialprüfung 33 (1991) 7–8, S. 213–218
[14] Grellmann, W., Seidler, S., Jung, K., Kotter, I.: Crack-resistance Behavior of Polypropylene Copolymers. J. Appl. Polym. Science 79 (2001) 2317–2325
[15] Grellmann, W., Reincke, K.: Quality Improvement of Elastomers. Use of Instrumented Notched Tensile-impact Testing for Assessment of Toughness. Materialprüfung 46 (2004) 4, 168–175
[16] Grellmann, W., Reincke, K.: Technical Material Diagnostics – Fracture Mechanics of Filled Elastomer Blends. In: Grellmann, W., Heinrich, G., Kaliske, M., Klüppel, M., Schneider, K., Vilgis, T. (Eds.): Fracture Mechanics and Statistical Mechanics of Reinforced Elastomeric Blends. Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2013), (ISBN 978-3-642-37909-3; siehe AMK-Büchersammlung unter A 14)
[17] Seidler, S., Grellmann, W.: Bruchmechanische Bewertung der Zähigkeitseigenschaften von teilchengefüllten und kurzglasfaserverstärkten Thermoplasten. 158 Seiten, 76 Abbildungen, 10 Tabellen VDI-Reihe 18: Mechanik/ Bruchmechanik, Nr. 92, VDI Verlag, Düsseldorf (1991) (siehe AMK-Büchersammlung unter B 1-2)
[18] Steiner, R.: Berechnung von J-R-Kurven aus Kraft-Durchbiegungs-Diagrammen auf der Basis des Gelenkprüfkörpers. 152 Seiten, 60 Abbildungen, 1 Tabelle VDI-Reihe 18: Mechanik/ Bruchmechanik, Nr. 208, VDI Verlag, Düsseldorf (1997) (siehe AMK-Büchersammlung unter B 1-6)
[19] Seidler, S.: Anwendung des Risswiderstandskonzeptes zur Ermittlung strukturbezogener bruchmechanischer Werkstoffkenngrößen bei dynamischer Beanspruchung. 134 Seiten, 75 Abbildungen, 9 Tabellen VDI-Reihe 18: Mechanik/ Bruchmechanik, Nr. 231, VDI Verlag, Düsseldorf (1998) (ISBN 3-318-323118-2; siehe AMK-Büchersammlung unter B 2-1)
[20] Lach, R.: Korrelationen zwischen bruchmechanischen Werkstoffkenngrößen und molekularen Relaxationsprozessen amorpher Polymere. 119 Seiten, 66 Abbildungen, 9 Tabellen VDI-Reihe 18: Mechanik/ Bruchmechanik, Nr. 223 VDI-Verlag Düsseldorf (1998) (ISBN 3-18-322318-X; siehe AMK-Büchersammlung unter B 1-7)
[21] ISO/DIS 13586 (2016-06): Plastics – Determination of Fracture Toughness GIC and KIC – Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) Approach
[22] ASTM STP 936 (1985-08): Instrumented Impact Testing of Plastics and Composite Materials
[23] ASTM D 6068 (2010): Standard Test Method for Determining J-R Curves of Plastic Materials
[24] ESIS P2-92 (2003): Procedure for Determining the Fracture Behaviour of Materials
[25] ESIS TC 4 (2001): A Testing Protocol for Conducting J-Crack Growth Resistance Curve Test on Plastics