ILSS

ILSS steht für interlaminare Scherfestigkeit (englisch interlaminar shear strength). Sie beschreibt, wie stark ein Laminat dem Abscheren zwischen seinen einzelnen Faserlagen widersteht. Interlaminar heißt wörtlich zwischen den Lagen: Gemeint ist die dünne Harzschicht, die benachbarte Faserlagen miteinander verklebt. Je höher der ILSS-Wert, desto besser hängen die Schichten zusammen.

Der Wert ist vor allem ein Maß für die Faser-Matrix-Anbindung, also dafür, wie gut das Harz (die Matrix) die Fasern benetzt und die Lagen verbindet. Ist diese Anbindung schwach, schieben sich die Lagen unter Last gegeneinander, und das Bauteil delaminiert (spaltet sich auf), lange bevor die Fasern selbst versagen. ILSS sagt also weniger über die Festigkeit der Fasern aus, sondern über die Qualität des Schichtverbunds.

Gemessen wird ILSS meist mit dem Kurzbiegeversuch (englisch short beam shear test) nach DIN EN ISO 14130, ASTM D2344 oder EN 2563. Dabei legt man einen kurzen, dicken Probestreifen auf zwei nah beieinander liegende Auflager und drückt mittig von oben. Weil die Stützweite im Verhältnis zur Dicke sehr klein gewählt wird (Richtwert etwa 4:1 bis 5:1, je nach Norm), entstehen im Inneren große Schubspannungen statt eines normalen Biegebruchs. Die Probe soll genau in der Mittelebene aufscheren.

Die Festigkeit berechnet man als ILSS = 0,75 x F / (b x h), mit F = Höchstkraft, b = Probenbreite, h = Probendicke. Man spricht von der scheinbaren interlaminaren Scherfestigkeit, weil die Formel eine vereinfachte, ideale Spannungsverteilung annimmt – die echten Spannungen im kurzen Balken sind komplexer. Als grober Richtwert liegen typische Polyester-GFK-Handlaminate oft etwa im Bereich 30 bis 60 MPa, gute Epoxid-Glas-Systeme höher, und CFK-Epoxid-Systeme häufig über 90 MPa. Genaue Werte immer dem jeweiligen Datenblatt entnehmen.

Im Detail

• Warum scheinbarDer Kurzbiegeversuch erzeugt keine reine, gleichmäßige Schubspannung; nahe der Druckschneide treten Spannungsspitzen auf. Der berechnete Wert ist deshalb ein Vergleichs- und Qualitätswert, kein exakter Materialkennwert für eine Konstruktionsrechnung.
• Was den Wert beeinflusstSchlechte Faserbenetzung, zu viele Lufteinschlüsse (Lunker, Poren), Trennmittel oder Fett zwischen den Lagen sowie unzureichende Aushärtung senken die ILSS deutlich. Sauberes Entlüften, richtiger Harzanteil und vollständiges Nachhärten heben sie an.
• Gueltiger BruchNur wenn die Probe wirklich interlaminar aufscheert (sichtbarer Riss in der Mittelebene), ist der Wert gültig. Bricht sie stattdessen wie bei Biegung an Ober- oder Unterseite, war die Geometrie ungeeignet und der Versuch muss verworfen werden.