Materialprüfung / Werkstoffprüfung

Die Materialprüfung untersucht Werkstoffe auf ihre Belastbarkeit und Fehlerfreiheit in unterschiedlichen Umgebungsbedingungen.

Materialprüfung wird nicht nur an Forschungsinstituten durchgeführt, auch Unternehmen gewinnen durch die Werkstoffprüfung wertvolles Wissen für die Entwicklung neuer Produkte oder auch die Verbesserung bestehender Produkte. 

Das Grundprinzip der Materialprüfung/Werkstoffprüfung ist die mechanische Belastung eines Materials bzw. einer Probe bis zum Bruch oder bis zu einer bestimmten Verformung. Die dadurch ermittelten Werkstoffeigenschaften werden durch Werkstoffkennwerte ausgedrückt.

Bei der Materialprüfung / Werkstoffprüfung werden Proben meist durch mechanische Belastung zerstört.

Prüfverfahren

Es gibt unterschiedliche Prüfverfahren, die in der Materialprüfung angewandt werden können:

  • Bei der (quasi-)statischen Prüfung bzw. statischen Materialprüfung / Werkstoffprüfung wirkt die Belastung langsam und konstant auf die Probe ein. Bei der statischen Materialprüfung wird das Festigkeits- und Verformungsverhalten von Proben und Bauteilen ermittelt, die dazu vorwiegend auf Zug, Druck und Biegung, aber auch auf Scherung oder Torsion beansprucht werden. Die statische Materialprüfung wird gegenüber der dynamischen Materialprüfung mit geringeren Prüfgeschwindigkeiten durchgeführt. 
  • Bei der dynamischen Prüfung wird die Probe einer schlagartigen Belastung ausgesetzt oder die Belastung wirkt über einen längeren Zeitraum periodisch auf die Probe ein. Mit dynamischer Materialprüfung / Werkstoffprüfung wird die (zerstörende) Prüfung von Werkstoffen oder Bauteilen bezeichnet, die mit schneller Bewegung (dynamisch) ausgeführt werden. Beispiele sind Pendelschlagwerke, Fallwerke, Hochgeschwindigkeitsprüfungen (Durchstoß-, bzw. Schnellzereissprüfungen).
  • Zyklische Materialprüfung: Bei der zyklischen Materialprüfung findet die Belastung der Probe in immer wiederkehrenden Belastungszyklen statt. Diese Belastungszyklen (=Schwingspiele) können je nach Maschine Zug-/Druck schwellend oder Wechsellast in Sinusform , Dreiecksform, etc., sein.

Zerstörende Werkstoffprüfung

Bei der zerstörenden Werkstoffprüfung werden Proben aus einem Material entnommen und auf mechanische oder chemische Belastungen untersucht. Die Probe wird zerstört oder (oberflächlich) verändert. Das geprüfte Bauteil bzw. die Materialprobe kann anschließend nicht mehr genutzt werden.

Besonders in der Automobilindustrie und in der Luftfahrttechnik spielt die zerstörende Materialprüfung eine sehr wichtige Rolle, da Materialermüdung einen sehr hohen Risikofaktor darstellt. Aber auch in der Medizintechnik ist die Material- und Bauteilprüfung nicht mehr wegzudenken.

Bei den meisten Prüfverfahren wird die Probe zerstört:

  • Zugversuch
  • Druckversuch / Stauchversuch
  • Biegeversuch
  • Ermüdungsversuch
  • Schlagprüfung
  • Fallversuch
  • Durchstoßversuch
  • Schnellzerreißversuch
  • Blechumformung
  • Scherversuch
  • Torsionsversuch
  • Biaxiale Prüfung
  • Zeitstandsversuch / Kriechprüfung

 

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung wird die Qualität eines Werkstücks getestet, ohne dieses selbst zu beschädigen. So kann sichergestellt werden, dass der Werkstoff in der anschließend Weiterverarbeitung eine ausreichende Qualität besitzt und Belastungen sicher und dauerhaft standhalten kann.

Zerstörungsfreie Prüfverfahren sind:

  • Härteprüfung
  • Haft- und Gleitreibungsprüfung
  • Rückprallprüfung
  • Bauteilprüfung
  • Funktionsprüfung

Anwendungsbeispiele für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung(4)

  • Haft- und Gleitreibungsverhalten von Folien COF mit zwickiLine Materialprüfmaschine und Prüfvorrichtung
    Folie
    Die Haft- und Gleitreibungsprüfung gehört zur zerstörungsfreien Materialprüfung.
    Folie
    Die Haft- und Gleitreibungsprüfung gehört zur zerstörungsfreien Materialprüfung.
  • Eindrückhärte Normprobekörper ISO 2439
    Schaumstoff

    Die Eindruckhärte wird an einer Schaumstoffprobe gemessen.

    Schaumstoff

    Die Eindruckhärte wird an einer Schaumstoffprobe gemessen.

  • Betätigungskräfte an einer Pumpflasche
    Sprühflasche

    Zerstörungsfreie Funktionsprüfung an einer Sprühflasche

    Sprühflasche

    Zerstörungsfreie Funktionsprüfung an einer Sprühflasche

  • Dynamischer Versuch zur Prüfung des Widerstandes an einer Hundeleine
    Hundeleine

    Nicht zerstörende Materialprüfung an einer Hundeleine

    Hundeleine

    Nicht zerstörende Materialprüfung an einer Hundeleine

Bestandteile einer Maschine für die Materialprüfung / Werkstoffprüfung

Grundsätzlich haben alle Maschinen für die Materialprüfung vergleichbare Bestandteile. Am Lastrahmen werden alle möglichen Komponenten adaptiert:

Die Bestandteile einer Prüfmaschine für die Materialprüfung / Werkstoffprüfung

ZwickRoell - Ihr Experte in der Materialprüfung in Ihrer Branche!

Die Werkstoffprüfung umfasst verschiedene Prüfverfahren, mit denen das Verhalten und die Werkstoffkenngrößen von normierten Werkstoffproben oder fertigen Bauteilen (Bauteilprüfung) unter mechanischen, thermischen oder chemischen Beanspruchungen ermittelt werden. Die Anforderungen an die Prüfverfahren sind in den verschiedenen Branchen unterschiedlich.

Unsere Maschinen werden sowohl in der Forschung & Entwicklung als auch in der Qualitätssicherung in mehr als 20 Branchen eingesetzt. Unsere Experten kennen die individuellen Anforderungen der unterschiedlichen Branchen im Detail und stimmen die Prüflösungen exakt darauf ab.

Produkte für die statische Materialprüfung 

Die ZwickRoell Gruppe ist weltweit führender Anbieter/Hersteller Prüfmaschinen für die statische Materialprüfung, die speziell für Zugversuche, Druckversuche, Biegeversuche, Scherung und Torsion konzipiert worden sind.

Unsere statischen Material-Prüfmaschinen eignen sich für Anwendungen aus allen Bereichen und das sowohl für Prüfaufgaben in der Qualitätskontrolle, als auch für Forschungsprojekte und lassen sich hervorragend bei anspruchsvollen Aufgaben in der Materialprüfung/Werkstoffprüfung und Bauteilprüfung einsetzen. 

Produkte für die dynamische Materialprüfung

Seit mehreren Jahrzehnten bietet die ZwickRoell Gruppe erfolgreich Lösungen für die dynamische Werkstoffprüfung an. Unsere Experten arbeiten Hand in Hand mit unseren Kunden und garantieren somit perfekte Lösungen für alle Branchen.
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