Gefügeprüfung

Die Gefügeprüfung zählt zu den zerstörungsfreien Werkstoffprüfverfahren und kann zur kontinuierlichen Werkstoffkontrolle von Metallen eingesetzt werden, da das Prüfteil nicht beschädigt wird. Dieses Verfahren untersucht u.a. die Härte und Dicke von Schichten und beruht auf dem Prinzip der Magnetinduktion. Angewandt wird es bei mechanisch stark beanspruchten Fertigungsteilen aus leitfähigen Werkstoffen. Das Prüfverfahren ist sehr genau und Auffälligkeiten im Gefüge des Prüfteils werden zuverlässig aufgedeckt. Thermisch bearbeitete Fertigungsteile (z.B. durch Schmieden) aber auch Lager, gedrehte, gefräste und gestanzte Bauteile werden so untersucht. Bekannt ist das Verfahren aus der Metallindustrie, besonders aus der Automobilbranche und deren Zulieferbetrieben. Nicht nur Teile der Antriebstechnik können damit zuverlässig untersucht werden. Die Gefügeprüfung kann als Einzelteilprüfung aber auch automatisiert für größere Mengen vorgenommen werden. Dank verfeinerter Auswertungsmöglichkeiten werden in neuester Zeit auch akustische Gefügeprüfungen durchgeführt.

 

Prüfverfahren

Ein hoher Standard im Qualitätsmanagement ist ohne zuverlässige Prüfverfahren nicht durchsetzbar. Welches Verfahren eingesetzt wird richtet sich nach dem Material des Erzeugnisses und den zu prüfenden Parametern. Glas, Keramik und das breite Feld der Metalle werden materialspezifischen Prüfmethoden unterzogen genau wie körnige und andere Materialien. Für kontinuierliche Verfahren sind nur zerstörungsfreie Methoden geeignet. Bei Fertigungsteilen, die funktions- und sicherheitstechnisch relevant sind, gelten strenge Vorschriften bezüglich der Prüfverfahren. Das betrifft die Automobilindustrie aber andere sensible Fertigungsbereiche wie die Raumfahrtechnik. Fehler an der Oberfläche, aber auch Risse, Hohlräume oder Verunreinigungen im Inneren sollen aufgedeckt werden. Zerstörungsfreie Prüfverfahren arbeiten z.B. mit Wirbelstrom, mit Röntgenstrahlen, mit akustischen Signalen oder mit der Thermografie. Die zerstörende Werkstoffprüfung ist nur für Einzelteiluntersuchungen geeignet.

 

Materialprüfung – Prüfung auf Materialfehler

Werkstoffprüfverfahren, die sich mit Materialfehlern befassen, spielen bei der Fertigung eine zentrale Rolle. Schließlich kann fehlerhaftes Material zu erheblichen Folgeschäden führen. Bei sensiblen Bauteilen gibt es zur Einhaltung von Materialparametern festgelegte deutsche oder EU-Standards. Materialfehler sind auf das eingesetzte Material oder auf Probleme bei der Herstellung zurückzuführen z.B. beim Schweißen. Untersucht wird das Material auf Einschlüsse, Hohlräume, Haarrisse, Schlieren oder andere Unregelmäßigkeiten. Für die Prüfung auf Materialfehler werden zerstörende und zerstörungsfreie Methoden angewandt. Besonders zur Untersuchung von Oberflächen ist die Sichtprüfung geeignet. Diese kann mit hochwertigen optischen Geräten verfeinert werden. Zu den zerstörungsfreien Verfahren zählen induktive Untersuchungen besonders bei Schichtungen unterschiedlicher Materialien, Ultraschallmethoden und die Sonografie. Elektrische und magnetische Eigenschaften von Materialien werden bei der Widerstandsmessung und dem Wirbelstromverfahren angewandt. Als mechanische Methoden sind z.B. Zug- und Druckprüfungen aber auch dauerhafte Impulsprüfungen bekannt.

 

Rissprüfung

Diese Prüfmethode wird besonders in der Bau- und Keramikindustrie, in Metallgießereien, und bei Umform- und Verbindungsprozessen eingesetzt. Materialrisse treten sowohl an der Oberfläche wie auch im Inneren von Fertigungsteilen auf. Sie können bereits im Material vorhanden sein oder während der Bearbeitung entstehen. Zu den zerstörungsfreien Rissprüfungsmethoden zählen Ultraschall- und Magnetpulverprüfungen. Magnetpulververfahren decken vor allem Risse an der Oberfläche auf während Ultraschall für Untersuchungen im Inneren des Fertigungsteiles eingesetzt wird. Bewährt hat sich auch die als Klangprüfung bekannte akustische Resonanzanalyse, bei der ein Teil durch mechanische Einwirkung zum Schwingen gebracht wird und dann die Frequenz ausgewertet wird. Mit geeigneten Geräten können Rissprüfmethoden sehr effektiv für große Mengen eingesetzt werden.

 

Sichtprüfung

Durch Sichtprüfung werden vor allem Oberflächen von Werkteilen untersucht. Unregelmäßigkeiten, Risse, Kratzer und Rauheiten werden aufgedeckt aber auch Fehler beim Zusammenfügen mehrerer Teile. Es handelt sich bei dieser Methode um ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, das entweder nur mit bloßem Auge oder mit technischen Hilfsmitteln ausgeführt wird. Als Hilfsmittel werden u.a. Lupen, Spiegel und Endoskope eingesetzt. Auch mit Kameras kann eine Sichtprüfung ausgeführt werden. Angewandt wird dieses Prüfverfahren im Fahrzeugbau, in der Raumfahrt, der Kerntechnik aber auch beim Bau von Turbinen und bei Chemieanlagen. Dieses Verfahren ist von der Erfahrung des beurteilenden Prüfers abhängig. Die Sichtprüfung ist in Deutschland nach der DIN EN 13018 – Allgemeine Grundlagen Sichtprüfung – standardisiert.

 

Verpackung

Der Verpackungstechnologie widmen sich heute ganze Industriezweige. Im Rahmen der Globalisierung müssen Erzeugnisse immer weitere Wege zurücklegen und sind großen Beanspruchungen ausgesetzt. Dazu gehören mechanische Einwirkungen aber auch große Temperaturunterschiede. Verderbliche Waren müssen geschützt und größere Mengen auf kleinstem Raum verstaut werden. Eine Verpackung soll aber nicht nur den Inhalt schützen und vor unberechtigter Entnahme sichern sondern auch für geeignete Transportmittel geeignet sein. Ein weiterer Aspekt ist die optische Erscheinung einer Verpackung besonders dann, wenn sie für Endkunden gedacht ist. Schließlich sollte sich die Verpackung auch wieder einfach und unkompliziert lösen und entsorgen lassen. Als Verpackungsmaterial wird nicht nur Papier und Pappe sondern auch Holz, stoßdämmemde Materialien wie Noppenfolie, Holzwolle oder Schaumstoffflocken eingesetzt.

 

Werkstoffprüfung

Die Werkstoffprüfung ist ein zentrales Aufgabengebiet in allen Geschäftsfeldern der Fertigung. Im Zeitalter der Hochtechnologie haben die Prüfverfahren eine rasante Entwicklung und Verfeinerung erlebt. An Instituten und Universitäten suchen Wissenschaftler weltweit nach immer vollkommeneren Methoden, um Produkte unterschiedlicher Materialien zu untersuchen und so Funktion und Qualität auch von stark beanspruchten Teilen zu sichern. Grundsätzlich wird zwischen zerstörungsfreier und zerstörender Werkstoffprüfung unterschieden. Während zerstörungsfreie Methoden für kontinuierliche Prozesse besonders geeignet sind, wird die zerstörende Prüfung hauptsächlich in der Entwicklungsphase von Produkten und zur Untersuchung von Stichproben genutzt. Für besonders sensible Produktfelder gelten deutsche oder EU-Standards. Zum Einsatz kommen chemische und physikalische Methoden wie mechanische, thermodynamische oder akustische Untersuchungen.

 

Wirbelstromprüfung

Die Wirbelstromprüfung zählt zu den zerstörungsfreien Methoden unter den Werkstoffprüfverfahren. Eingesetzt wird diese Technik zur Untersuchung von Fertigungsteilen, die aus Materialien mit elektrischer Leitfähigkeit bestehen. Grundprinzip ist die Anwendung eines elektromagnetischen Verfahrens zur Erzeugung von unterschiedlichen Magnetfeldern durch eine Spule. Diese wechselnden Magnetfelder erzeugen Wirbelströme, die zur Messung der Leitfähigkeit und anderer Werte dienen. Die Auswertung der Messungen ergibt Informationen zu Materialbeschaffenheit und zu Störungen in der Struktur z.B. durch Risse. Neben rein metallischen Fertigungsteilen können auch Schichten, die aus metallischen und nichtmetallischen Werksstoffen bestehen, untersucht werden. Eingesetzt wird dieses Prüfverfahren auch bei Schweißnähten.

 

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung ist vor allem für eine kontinuierliche Überprüfung von Fertigungsteilen gedacht, wird aber auch zur Einzelteilprüfung eingesetzt. Der Vorteil liegt vor allem darin, dass das geprüfte Teil bei der Untersuchung nicht beeinträchtigt wird und der Prüfprozess automatisiert werden kann. Zu diesen Prüfverfahren gehören physikalische Methoden der Schalltechnik, der Elektrotechnik und der Elektromagnettechnik. Bekannt sind das Wirbelstromverfahren, das Röntgenverfahren, die Ultraschallprüfung und die Magnetpulverprüfung oder Farbeindringprüfung für Oberflächen. Angewendet werden diese Verfahren zur Bestimmung von Materialeigenschaften wie Härte und Gefüge, aber auch zum Aufdecken von Materialfehlern wie Risse, Einschlüsse und von anderen Unregelmäßigkeiten. Auch die Sichtprüfung zählt zu diesem Prüfverfahren.

 

Zerstörende Werkstoffprüfung

Bei der zerstörenden Werkstoffprüfung wird ein Ausgangsprodukt oder ein Fertigungsteil mechanisch oder thermisch bearbeitet, um bestimmte Eigenschaften zu prüfen. Das Verfahren eignet sich nur für Einzel- oder Stichprobenprüfungen. Besonders häufig eingesetzt wird es bei der Einführung eines neuen Produktes, bei turnusmäßigen Kontrollen oder nach Störfällen. Zu den mechanischen Methoden gehören Belastbarkeitstests durch Zug, Druck oder Biegung aber auch Dauerbelastungen z.B. durch rhythmische Schläge. Die Brennprobe als thermische Methode nutzt die materialabhängige Beschaffenheit der Brennflamme z.B. von Kunststoffen aus. Auch chemische Verfahren wie die Gaschromatographie gehören zu den zerstörenden Prüfmethoden. Voraussetzung für zuverlässige Prüfergebnisse sind gut geschultes Personal und funktionsfähige präzise Prüfgeräte und -einrichtungen.