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Material- und Bauteilprüfung

Die Prüfung von Materialien und Bauteilen stellt einen wichtigen Schritt dar, gefertigte Elemente vor der Auslieferung an den Kunden auf volle Funktionsfähigkeit und Fehlerfreiheit zu untersuchen. Dazu gehört auch, im Bedarfsfall zugelieferte Teile vorab zu prüfen. Aber auch neu entwickelte Elemente müssen in vielen Fällen getestet werden, ob die angestrebten Parameter erzielt werden.

Für Material- und Bauteilprüfungen stehen unterschiedliche Prüfmethoden zur Wahl. Zu unterscheiden ist zwischen zerstörender und zerstörungsfreier Prüfung. Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung bietet sich überall dort an, wo es nicht möglich und zweckmäßig ist, Werkstoff- und Materialproben oder ganze Teile zu entnehmen und diese bis zum Bruch zu belasten. Dies kann zum Beispiel in technischen Anlagen, Maschinen und verschiedensten Fahrzeugen der Fall sein.

Mit der zerstörungsfreien Prüfung können Schädigungen durch Risse, Lunker, Korrosion oder Materialermüdung frühzeitig erkannt werden. Bei komplexeren Bauteilen ist es wichtig, dass eventuelle Fehlerstellen eingegrenzt
werden können. Im Einzelfall können zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen auch während des laufenden Betriebes einer Anlage durchgeführt werden.

Prüfmethoden

Zu unterscheiden ist zwischen zerstörender und zerstörungsfreier Prüfung. Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung bietet sich überall dort an, wo es nicht möglich und zweckmäßig ist, Werkstoff- und Materialproben oder ganze Teile zu entnehmen und diese bis zum Bruch zu belasten. Dies kann zum Beispiel in technischen Anlagen, Maschinen und verschiedensten Fahrzeugen der Fall sein.

Mit der zerstörungsfreien Prüfung können Schwächungen z. B. durch Risse, Lunker, Korrosion und Materialermüdung frühzeitig und relativ genau erkannt werden. In komplexeren Anlagen ist es wichtig, dass eventuelle Fehlerstellen und Problemzonen eingegrenzt werden können. Teilweise können zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen sogar während des laufenden Betriebes einer Anlage durchgeführt werden.

Weiterhin stellen Prüfverfahren dieser Art die einzige Möglichkeit dar, die verschiedensten Fügestellen (Klebungen, Schweißnähte, Schrumpfungen usw.) auf ihre Genauigkeit und auch teilweise auf ihre Festigkeit zu untersuchen.

Geräte für die mechanische Prüfung

Prüfmaschine Roell Amsler HC 10

Prüfmaschine, mit der mechanische Belastungen dynamisch (als Dauerversuch) aufgebracht werden können:

  • Kraftbereich:  +/- 10 kN
  • Kolbenhub: 100 mm
  • Extensometer: 5 mm, 20 mm, 50 mm
  • Prüffrequenz: max. 75 Hz (Sinus, Dreieck, Trapez, Rechteck, Rampe)
  • Regelung: Kraft, Weg, externe Aufnehmer
  • Tischfläche: 400 x 400 mm


In Auswertung des zeitlichen Kraft-Weg-Verlaufs können Ermüdungserscheinungen heraus-gearbeitet werden.

Universalprüfmaschine Shimadzu/Hegewald & Peschke AG-250kN G/S

  • Kraftaufnehmer: +/- 5 kN, +/- 250 kN
  • Keil- und hydraulische Klemmen
  • Biegebank: 1000 mm, 150 mm
  • Extensometer: 10 mm, 2 mm
  • Tischfläche: 300 x 570 mm
  • max. Traversenhub: 13540 mm
  • Verfahrgeschwindigkeit: 0,05 ... 500 mm/s
  • Regelung: Kraft, Weg, Dehnung
  • Versuche: Zug-, Druck-, Biege-, Zugscher-, Schäl- und Trennversuch


Wichtigste Auswerteform der Versuche ist die Ermittlung von Elastizitäts-, Biege-, Zug-, Druck-Modulen u. ä. sowie Kraft-Wege-Diagrammverläufe.

Prüfmerkmal Testmethode
Flächenbezogene Masse der Fasern EN 2559 C (Dichlormethan)
Flächenbezogene Masse des Prepreg EN 2557
Harzmasseanteil EN 2559 C (Dichlormethan)
Flüchtige Bestandteile EN 2558 / QVA-Z10-46-11
Dynamisch-mechanische Materialprüfung (DMA) AITM 1-0003
Differential Scanning Calorimetry (DSC) AITM 3-0002 / AITM 3-0008
Interlaminare Biege-Scherfestigkeit bei Raumtemperatur und 120°C (ILSS) EN 2563 / EN 2377
Makroskopie an Faserverbundwerkstoffen AITM 4-0005
Zugfestigkeit/Elastizitätsmodul bei „RT“ EN 2561 Typ B
Zug-Scherfestigkeit bei (Raumtemperatur und 80°C) QVA-Z10-46-09
Impregnation Level (Water Pick-up) AITM 2-0061
Rohrscherversuch QVA-Z10-46-06/2
Herstellung von CFK-Prüfplatten EN 2565 / EN 2374
Trommelschälkraft DIN EN 2243-3 / QVA-Z10-46-05
carbon fibre laminates: Determination of the fibre, resin and void contents EN 2564
paints and varnishes – cross-cut test ISO 2409
paints and varnishes – determination of film thickness ISO 2808