Kunststoffgehäuse, wie sie beispielsweise in Windkraftanlagen eingesetzt werden, sind oft extremen Witterungsbedingungen sowie elektrischen Feldern ausgesetzt. Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS hat deshalb nun gemeinsam mit der Präzisions-Plastic-Produkte GmbH (3P GmbH) mit einem neuartigen Prüfverfahren für Elektronik-Schutzgehäuse eine Möglichkeit geschaffen, Ursachen für Materialdefekte unter Einsatzbedingungen zu erforschen. Isoliermaterialien können damit unter verschiedenen Umweltbedingungen über einen längeren Zeitraum hinweg im elektrischen Feld untersucht werden.
Um das Prüfkonzept zu entwickeln, haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Prüfkörper aus PBT-Kunststoffen (Polybutylenterephthalat) im Kunststoffspritzgussverfahren gefertigt. Eine Materialprobe war glaskugelverstärkt, während die zwei anderen mit Glasfasern verstärkt wurden. Die Prüfkörper bestanden aus je zwei Elektroden, die direkt in das Kunststoffmaterial injiziert wurden, um auf zusätzliche Isolationen zu verzichten. Die Untersuchungen ergaben insbesondere für den Einfluss von Feuchtigkeit ein besseres Verständnis von Versagensprozessen.
Darüber hinaus haben das Fraunhofer IMWS und 3P Verfahren entwickelt, um Fehler aufzuspüren und langfristige Vorhersagen in Bezug auf Defektbildungen treffen zu können. Um des Weiteren exaktere Aussagen zu Materialdegradation, Lebensdauereigenschaften sowie Alterungsmechanismen von Kunststoffen treffen zu können, sind weitere Forschungen notwendig. Zukünftige Studien sollen zudem den Einfluss von Additiven wie Flammschutzmitteln berücksichtigen, um die Materialzusammensetzung optimieren zu können. ik
