Gut gekühlt: Eine trockene Kunststoffprobe vor der Düse; die Einspannung ist vereist (Bild: Fraunhofer LBF)
Mit der Vorrichtung können an der dynamischen Prüfmaschine Kunststoffe auch bei Temperaturen unterhalb Raumtemperatur geprüft werden. Darüber hinaus wird die Dehnung optisch mit DIC/GSC (Digital Image Correlation/Greyscale Correlation) gemessen und somit auf der Probe ein 2D-Dehnungsfeld ermittelt, aus dem die Längs- und Querdehnungen abgeleitet werden. Die tiefen Temperaturen erzeugt das Forscherteam mit durch flüssigen Stickstoff gekühlter Druckluft. Eine Thermokamera überwacht die Temperatur flächig, und die Messung startet das Team, sobald die gewünschte Temperatur erreicht ist. Vorteil der Mischung aus Druckluft und Stickstoff ist, dass die Druckluft trocken ist und sich nur wenige Eiskristalle auf der Probenoberfläche bilden. Zudem sorgt die Gasmischung aus dem Kältespeicher für eine konstantere Temperatur des Luftstroms als bei einer direkten Stickstoffbeaufschlagung. Die Kühlvorrichtung besteht aus einem Regler- und Schaltelement, einem Kältespeicher, einem Stickstofftank und einer Zuleitung zur Probe. Der Verzicht auf eine Thermokammer sorgt für den Vorteil, dass sich zwischen Kamera und Probe keine Scheibe befindet, die anlaufen oder einfrieren kann oder bei einer Scheibenheizung Luftwirbel bildet. Dies ermöglicht auch eine flexible Prüfung von unterschiedlichen Bauteilgrößen und verschiedenen Lastarten.