Experimentelle Fassung. Nicht an realen Messwerten erprobt, von keiner Prüfstelle begutachtet; die hinterlegten Werkstoffkennwerte sind Literaturstartwerte ohne eigene Prüfung. Nutzung auf eigene Verantwortung, ohne Gewähr für die Richtigkeit der Ergebnisse.
Modul: BRUCHWERK (Auslegung von Sollbruchstellen) Übergeordnet: MATERIALWERK / Schicht-Werk · Stufe 3 des Ausbauplans Stand: 2026-09-02 · Version 1.0
Eine Sollbruchstelle ist eine gezielt gebaute Schwachstelle: sie soll bei einer festgelegten Kraft versagen und damit Teureres schützen. Additive Fertigung eignet sich dafür besonders, weil die Schichtgrenze eine systematische, richtungsabhängige Schwachstelle ist — man muss sie nur bewusst legen statt sie zu erleiden.
Maßgebend ist die Spannung im Restquerschnitt:
σ_eff = σ_XY · f_Orientierung · f_Kerbe · f_Lastart
A_erf = F_Ziel / σ_eff
f_Orientierung ist 0,95 bei einer Bruchfläche in der Schichtebene und der Schichtverbund k_z bei einer Bruchfläche auf einer Schichtgrenze. f_Kerbe liegt je nach Kerbform zwischen 0,68 und 1,00. Bei Scherung tritt 0,6 hinzu.
Eine Sollbruchstelle mit einem Punktwert auszulegen wäre ein Fehler. Werkstoffstreuung und Kerbunsicherheit werden quadratisch überlagert, bei spröden Werkstoffen um 15 % erhöht; ausgegeben wird das Band, in dem rund 90 % der Teile auslösen.
Bewertet wird der Abstand zwischen dem unteren Bandende und der Betriebslast. Unter dem 1,5-fachen bricht ein Teil der Serie im Normalbetrieb — das ist der häufigste Auslegungsfehler bei Sollbruchstellen und der Grund, warum die Streuung im Ergebnis stehen muss und nicht im Kleingedruckten.
Ruhende Last wird vorausgesetzt. Bei schlagartiger Beanspruchung löst eine Sollbruchstelle früher aus, besonders bei spröden Werkstoffen und niedriger Temperatur; unter Dauerlast kann sie durch Kriechen von selbst versagen. Beides ist nicht gerechnet.
Die Auslösekraft gilt erst als belegt, wenn sie an Teilen derselben Serie gemessen wurde. Das Werkzeug liefert den Entwurf und die Erwartung, nicht die Eigenschaft.
Auslegungshilfe, keine Freigabe und keine Konformitätsbewertung. Ausdrücklich keine Verwendung als Absturzsicherung, Lastaufnahmemittel oder Teil einer Schutzeinrichtung — dort gelten eigene Normen und Prüfpflichten. Schicht-Werk arbeitet als Lohnfertiger; Produktverantwortung und Eignungsprüfung liegen beim Auftraggeber.
A predetermined breaking point is a deliberately built weak spot. Additive manufacturing suits this well because the interlayer boundary is a systematic, direction-dependent weakness — it only has to be placed on purpose.
The tool derives the required residual cross-section from the target release force, using the material strength reduced by orientation, notch form and load type. Crucially it reports a band rather than a single value: material scatter and notch uncertainty are combined, and the distance between the lower band edge and the service load is the figure that decides whether the design holds. Below a factor of 1.5, part of the series will break in normal operation.
Static loading is assumed. Impact causes earlier release, sustained load may cause creep failure; neither is calculated. The release force counts as established only once measured on parts from the same batch.
Design aid, not a release and not a conformity assessment. Not for fall protection, lifting equipment or protective devices.
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