Werkstoffprüfung
Stahl, Aluminium, Keramik oder Kunststoff – alle Werkstoffe können im Laufe der Zeit Verschleißerscheinungen zeigen oder bereits herstellungsbedingte Mängel aufweisen. Unerwünschte Anomalien und Schäden lassen sich durch umfassende Werkstoffprüfungen aber frühzeitig identifizieren und so eliminieren.
Inhaltsverzeichnis
Was versteht man unter Werkstoffprüfung?
Die Werkstoffprüfung umfasst eine Reihe von Verfahren, die darauf abzielen, die charakteristischen Kenngrößen und Eigenschaften von Werkstoffproben oder Bauteilen zu bestimmen. Die Proben werden mit verschiedenen Prüfverfahren - mechanischen, thermischen oder chemischen - getestet und in Hinblick auf ihre Reinheit, Fehlerfreiheit oder Belastbarkeit überprüft. Die Methoden der Werkstoffprüfung lassen sich in drei Hauptkategorien einteilen: zerstörende, zerstörungsfreie und bedingt zerstörende Verfahren.
Werkstoff- und Materialprüfung
bei Quality Analysis
Bei Quality Analysis stehen Ihre Anforderungen im Mittelpunkt. Wir liefern nicht nur Daten, sondern praxisnahe Lösungen und Empfehlungen, die Ihnen helfen, Ihre Produkte und Prozesse kontinuierlich zu verbessern und ihre Funktionalität zu garantieren. Die notwendigen Untersuchungen nehmen wir in unserem akkreditierten Labor oder bei Ihnen vor Ort vor – auch in der laufenden Produktion.
- Einsatz modernster Prüfverfahren für zerstörende und zerstörungsfreie Materialprüfung
- Detaillierte Untersuchungen mit zerstörungsfreien Technologien wie der Industriellen Computertomographie und der Optischen Messtechnik
- Zuverlässige Schadensanalyse zur Ermittlung von Schadensursachen und schnelle und präzise Ergebnisse
- Verschiedenste zerstörende Prüfmethoden wie Gefügeuntersuchung, Härteprüfung sowie Schweißnahtprüfung und Lötnahtprüfung
- Praxisorientierte Prüfberichte, die Ihnen konkrete Antworten und verlässliche Lösungen bieten
- akkreditierte Labore für Bauteilprüfungen gem. DIN EN ISO/IEC 17025 und DIN EN ISO 9712
Warum ist die Werkstoffprüfung so wichtig?
Werkstoffprüfungen kommen sowohl zum Einsatz, wenn es darum geht, fertige Bauteile zu prüfen, als auch für die Prüfung von Werkstoffproben. Dadurch lassen sich verschiedene Materialien auf Reinheit, Belastbarkeit und Fehlerfreiheit prüfen. Das ist unter anderem für industrielle Produktionsprozesse entscheidend, um sichere Aussagen über die Qualität oder den Zustand der Produkte zu treffen. Denn dadurch lassen sich mögliche Probleme frühzeitig erkennen und eventuelle Stillstandszeiten und Produktionsausfälle vermeiden.
Detaillierte Einblicke durch Materialprüfungen
Darüber hinaus erlaubt die Werkstoffprüfung eine kontinuierliche Optimierung von Materialien und Produktionsprozessen, indem sie detaillierte Einblicke in das Materialverhalten unter spezifischen Bedingungen bietet. Dieses tiefe Verständnis der Materialeigenschaften ist essenziell für die Entwicklung innovativer Produkte, die den wachsenden Anforderungen an Leistungsfähigkeit, Langlebigkeit und Nachhaltigkeit gerecht werden. Insgesamt ist die Werkstoffprüfung nicht nur ein Mittel zur Fehlererkennung und Qualitätssicherung, sondern auch ein Treiber für Innovation und Fortschritt.
Verfahren der Werkstoffprüfung
Jedes Verfahren bietet verschiedene Einblicke in die Materialeigenschaften und ist essenziell für die Materialauswahl und die Optimierung von Bauteilen. Durchgeführt in spezialisierten Laboren, ermöglicht die präzise Messung und die Analyse der Testergebnisse eine fundierte Bewertung der Materialien. Und das ist für die Entwicklung von Produkten und die Gewährleistung ihrer Qualität und Langlebigkeit unerlässlich. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Prüfverfahren, die unter anderem Auskunft über Belastbarkeit, Verschleißfestigkeit und Bruchzähigkeit geben, sowie zu Materialfehlern wie Einschlüssen, Rissen oder Lunkern.
Gefügeuntersuchung
Durch die Untersuchung des Mikrogefüges eines Materials können wichtige Informationen über dessen Eigenschaften wie Gefügezustände, Korngrößen und Verformungen Härte, Festigkeit und Duktilität, gewonnen werden. Diese Untersuchungen helfen bei der Bewertung der Materialbehandlung und -verarbeitung.
Härteprüfung
Die Härteprüfung ist eine der grundlegenden Methoden, um die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber Verformung oder Eindringen zu messen. Sie gibt Aufschluss über die Festigkeit und Verschleißfestigkeit des Materials und hilft, einem möglichen Materialversagen vorzubeugen.
Schweißnaht-
prüfung
Wärmeeintrag kann Metalle spröde machen. Schweißnahtprüfungen sind daher entscheidend, um die Qualität und Integrität von Schweißverbindungen zu bewerten. Sie können sowohl zerstörende als auch zerstörungsfreie Verfahren umfassen, um Verformungen, Risse, Poren oder Einschlüsse zu identifizieren.
Zug- / Druck- / Biegeprüfung
Der Zugversuch gehört, ebenso wie der Druck- und der Biegeversuch zum klassischen Repertoire der zerstörenden Werkstoffprüfung. Mit modernen Prüfeinrichtungen, einer umfassenden Kenntnis der relevanten Regelwerke und viel praktischer Erfahrung sorgen unsere Experten für die korrekte Durchführung der einzelnen Zug-, Druck- und Biegeprüfungen.
Schadensanalyse
Bei der Schadensanalyse wird untersucht, warum ein Material oder Bauteil versagt hat. Ziel ist es, die Ursache des Schadens zu identifizieren, um zukünftige Ausfälle zu vermeiden und die Materialauswahl sowie das Design zu verbessern.
Thermische Analyse
Sie beinhaltet Methoden wie die Thermogravimetrie (TGA), um das Verhalten von Materialien unter thermischen Einflüssen zu untersuchen. Die Thermische Analyse gibt Einblicke in Schmelzpunkte, Übergangstemperaturen und die thermische Stabilität.
Oberflächenanalyse
Bei der Oberflächenanalyse werden die äußeren Schichten eines Materials auf Oberflächenrauheit, Textur und Beschichtungsqualität untersucht. Methoden wie die Rasterelektronenmikroskopie (REM) können Oberflächenfehler aufdecken, die die Leistung oder das Aussehen eines Produkts beeinträchtigen könnten.
Chemische Analyse
Die chemische Analyse ermöglicht die genaue Bestimmung der chemischen Zusammensetzung eines Materials. Techniken wie die Spektroskopie (z.B. FTIR- oder RAMAN-Spektroskopie und die REM-EDX-Analyse) sind entscheidend für die Identifizierung und Quantifizierung von Verunreinigungen und Legierungselementen.
Verschiedene Werkstoffprüfungen:
zerstörend, zerstörungsfrei, statisch und dynamisch
Die Entscheidung zwischen zerstörender und zerstörungsfreier Werkstoffprüfung wird von verschiedenen entscheidenden Faktoren beeinflusst. Während zerstörende Prüfverfahren insbesondere in der Materialentwicklung, in der Forschung und in der Qualitätskontrolle von großer Bedeutung sind, kommen zerstörungsfreie Prüfmethoden häufig für Inspektion und Wartung kritischer Strukturen und Komponenten zum Einsatz.
Zerstörende Werkstoffprüfung
Sie ermöglichen eine präzise Ermittlung mechanischer Eigenschaften wie Festigkeit, Dehnbarkeit und Härte von Materialien. Obwohl diese Methoden wertvolle Daten liefern, führen sie zur Beschädigung oder sogar zur Zerstörung der untersuchten Proben. Sie sind daher vor allem bei der Überwachung von Fertigungsprozessen als Stichprobenuntersuchung relevant, beispielsweise bei der Bewertung der Qualität von Schweiß- und Lötverbindungen gemäß spezifischen Regelwerken.
Zerstörungsfreie Prüfmethoden
Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung ermöglicht die Identifizierung von Materialfehlern oder -eigenschaften, ohne das Material zu beschädigen. Dadurch können umfassende Analysen der Materialintegrität vorgenommen werden, ohne dass die Bauteile aus ihrem operationellen Zusammenhang entfernt oder gar ersetzt werden müssen. Dies bietet eine kosteneffiziente und praktische Qualitätssicherung für zahlreiche Industriebereiche, ohne den Produktionsprozess zu beeinträchtigen.
Statische Prüfverfahren
Neben der Unterscheidung zwischen zerstörenden und zerstörungsfreien Prüfmethoden spielen auch statische und dynamische Verfahren eine wichtige Rolle in der Werkstoffprüfung. Statische Verfahren konzentrieren sich auf die Messung der Reaktion von Materialien auf konstante oder langsam veränderliche Lasten. Typische Beispiele hierfür sind die Zug-, Druck- und Biegeprüfungen, die Aufschluss über grundlegende mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Elastizität und Bruchverhalten unter einer gleichbleibenden Belastung geben. Diese Tests sind essenziell, um die Eignung eines Materials für Anwendungen zu bestimmen, bei denen es statischen Belastungen ausgesetzt ist.
Dynamische Prüfverfahren
Dynamische Prüfverfahren hingegen untersuchen das Verhalten von Materialien unter schnell wechselnden oder zyklischen Belastungen. Ermüdungstests und Schwingungsanalysen fallen in diese Kategorie. Sie sind entscheidend, um die Dauerfestigkeit und das Ermüdungsverhalten von Werkstoffen zu beurteilen, besonders in Anwendungen, wo Materialien wiederholten Belastungen ausgesetzt sind, etwa in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. Diese dynamischen Tests helfen dabei, die Lebensdauer von Bauteilen vorherzusagen und sicherzustellen, dass sie den Anforderungen des realen Einsatzes standhalten.
Kurz zusammengefasst: Werkstoffprüfung
Die Werkstoffprüfung spielt eine entscheidende Rolle in der Qualitätssicherung und Produktentwicklung, indem sie durch eine Reihe spezialisierter Verfahren – darunter zerstörende und zerstörungsfreie Tests – frühzeitig Materialfehler aufdeckt und detaillierte Einblicke in die physikalischen Eigenschaften von Materialien wie Stahl und Kunststoff liefert. Diese essenziellen Analysen unterstützen die Optimierung von Fertigungsprozessen und tragen maßgeblich zur Gewährleistung der Sicherheit bei.
