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Von der Schadensanalyse über die Werkstoffprüfung bis hin zur Simulation und Konstruktion

Von der Schadensanalyse über die Werkstoffprüfung bis hin zur Simulation und Konstruktion

Werkstoffuntersuchung und Schadensanalyse

Wir bieten Ihnen schnelle und kompetente Unterstützung bei der Untersuchung von Schäden, der Analyse von Werkstoffen, bei der Optimierung Ihrer Fertigungsprozesse sowie bei der Entwicklung von maßgeschneiderten Abhilfe- und Optimierungsmaßnahmen. Dies vollkommen unabhängig davon, in welcher Branche Sie tätig sind.

Im Schadensfall arbeiten wir nach der anerkannten Richtlinie VDI 3822. Im Rahmen von fundierten Schadensgutachten identifizieren wir Schadensmechanismen, ermitteln potenzielle Ursachen und entwickeln gezielte Maßnahmen zur Prävention zukünftiger Schäden. Unser hochmodernes Labor sowie unsere mobilen Lösungen ermöglichen präzise Untersuchungen, die direkt auf Ihre Bedürfnisse abgestimmt sind – sei es vor Ort oder in unserem Labor.

Ein besonderes Augenmerk legen wir auf die Charakterisierung des Festigkeitsverhaltens (statisch, quasistatisch, zyklisch, dynamisch) von Werkstoffen wie Metallen, Nichtmetallen und Faserverbundwerkstoffen. Unser Schwerpunkt liegt insbesondere in der Ermittlung des Schwingfestigkeitsverhaltens (z.B. Wöhlerlinien) sowie in der Ermittlung der rissinitiierenden und bruchauslösenden Merkmale. Unser akkreditiertes Prüflabor bietet eine breite Palette von Prüfmöglichkeiten, die Probenentnahmen, Probenfertigung, die Versuche bei extremen Bedingungen (Temperaturen, Medien und Lasten) sowie zielgerichtete statistische Auswerteverfahren umfassen.

Für die Charakterisierung von Systemen, Bauteilen, Werkstoffen und Fehlstellen
setzen wir folgende Untersuchungsmethoden ein:

Bei uns sind Sie richtig. Mein Team und ich unterstützen Sie gerne - zeitnah und branchenunabhängig.
Dr. Andreas Mösenbacher

Leiter Werkstofflabor

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Zertifizierungen / Akkreditierungen / Managementsysteme 

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Charakterisierung des Ermüdungs­verhaltens ­(LCF, HCF, TMF)

Bei der Beschreibung des Ermüdungsverhaltens anhand von Wöhlerlinien unterscheiden wir grundsätzlich zwischen dehnungsgeregelten Versuchen im Kurzzeitfestigkeitsbereich (LCF) und spannungsgeregelten Versuchen im Langzeit­festig­keits­bereich (HCF). Das Aufbringen von mecha­nischen Spannungen und plastischen Dehnungen durch Dehnungs­behinderungen bei geregelter Temperatur entspricht einem thermo­mechanischen Ermüdungsversuch (TMF).

Wir können Prüflasten zwischen 500 N – 100 kN, Prüffrequenzen bis zu 130Hz sowie Prüftemperaturen im Bereich zwischen -196 °C und +900 °C realisieren.

Untersuchung des Low Cycle Fatigue (LCF): Dehnungsgeregelte Versuche gemäß ASTM E606 oder ISO12106 und Ermüdungsprüfung mit unterschiedlichsten Belastungsarten (Zug- Druck, Schub)

Untersuchung des High Cycle Fatigue (HCF): Spannungsgeregelte Versuche gemäß DIN50100, Prüfung mit unter­schiedlichsten Belastungs­arten (Zug- Druck, Schub)

Untersuchung der Thermo-Mechanical Fatigue (TMF):

  • Abbildung von kombinierten zyklischen thermischen und mechanischen Belastungen
  • Unabhängige Regelung zur Einbringung von zyklischer thermischer- und mechanischer Belastung
  • Aufheiz-/ Abkühlraten von 5 K/s
  • Prüfung gemäß “Validated Code-of-Practice for Strain-Controlled Thermo-Mechanical Fatigue Testing”
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Bruchmechanische Werkstoffcharakterisierung

Die genaue Bestimmung des bruchmechanischen Schwell­wertes (Fatigue Crack Growth Threshold) und des Riss­wachs­tums (Rissfort­schrittskurve) ist entscheidend für die Entwicklung defekt­basierter Auslegungs­konzepte (Damage Tolerant Design). Wir unter­stützen Sie bei der Versuchs­planung und der Definition optimaler Proben­geometrien.

In unserem akkredi­tierten Prüf­labor bieten wir maßge­schneiderte Tests, die in einem Temperatur­bereich von -196 °C bis Raum­temperatur durchge­führt werden können. Unsere Dienst­leistungen umfassen die Proben­fertigung sowie die Durch­führung von Prüfungen, die auf interna­tionalen Standards basieren:

  • Bruchzähigkeitsverhalten gemäß ASTM E1820: Detaillierte Analyse des linear elastischen und elastisch-plastischen Bruch­verhaltens metallischer Werkstoffe.
  • Rissfortschrittsverhalten gemäß ASTM E647: Präzise Charakterisierung des linear elastischen Rissfort­schritts­verhaltens.
  • Effiziente Datenerfassung: Verwendung moderner anwendungs­spezifischer Mess­mittel wie Rissmess­folien, Crack Gauges, Rissöffnungs-Extensometer und elektrische Potential­sonden für qualitativ hochwertige Ergebnisse.
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Makroskopie & Stereoskopie

Unsere Spiegelreflexkameras und das Binokular-Stereomikroskop mit einer Gesamtvergrößerung von bis zu 90:1 und der Option für Tiefenprofil-Messungen ermöglichen ein breites Spektrum an Aufnahmemöglichkeiten zur makroskopischen Dokumentation.

Mit digitalen Kamerasystemen werden die Proben in Übersichts- und Detailaufnahmen in allen Untersuchungsschritten erfasst. Modernste Aufnahmetechnik, Bildverarbeitungssysteme und Datenbanken ermöglichen zahlreiche Auswertungen und entsprechende Archivierungen.

  • Makroskopische Bauteildokumentation
  • Stereomikroskopische Untersuchungen
  • Dokumentation von Testaufbauten und -abläufen
  • Filmen von Tests
  • Digitale Bildanalyse
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Metallografie & Materialografie

Untersuchung von präparierten Schliffproben

wird werkstoffübergreifend an Lichtmikroskopen in einem Vergrößerungsbereich 10 : 1 bis 1250 : 1 durchgeführt.
 

Mikrostrukturelle Merkmale, Inhomogenitäten und Fehlstellen

werden mit digitalen Kamerasystemen dokumentiert und in eine Image-Access-Datenbank eingebunden. Wir führen ein großes Spektrum von Analysemethoden wie Korngrößenbestimmung, Gusseisenanalysen, Reinheitsgrad- und Restaustenitbestimmung nach Spezifikationen und Normen durch. Unter Berücksichtigung von Qualitätssicherungsvorschriften, Normen und kundenspezifischen Standards realisieren wir fundierte Bewertungen und Soll/Ist-Vergleiche.

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Härteprüfung

Die Bestimmung der Werkstoffhärten an Stählen, Leichtmetallen, Kunststoffen, Elastomeren und Keramiken erfolgt sowohl mobil als auch stationär. Die Bestimmung von Randhärten, Kernhärten und Härteverläufe führen wir kundenspezifisch und/oder nach Norm (CHD, RHT, NHT, DS) durch. Makro- und Mikrohärteprüfungen finden unter verschiedenen Aufbringlasten von 0,01 bis 250 kg/kp an Proben und Bauteilen statt.

  • Brinell
  • Vickers
  • Rockwell
  • Leeb
  • Scherkraft
  • Shore A und D
  • IRHD Methode M
  • Erichsen-Härteprüfstab
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Zerstörungsfreie Prüfverfahren

Ambulante Metallografie

Für große Komponenten und Systeme oder für spezielle Anforderungen hinsichtlich einer zerstörungsfreien Gefügebewertung und der mechanischen Kennwerte führen wir Vor-Ort Untersuchungen durch. Neben der Abdrucktechnik erfolgen Oberflächenpräparationen, lichtmikroskopische Untersuchungen und Härteprüfungen (Rückprallverfahren) an den Oberflächen der Untersuchungsobjekte.

Fluoreszierende Farbeindringungsprüfung (PT)

Die fluoreszierende Farbeindringungsprüfung ist ein Verfahren zur Detektion von zur Oberfläche hin geöffneten Fehlstellen und kann unabhängig vom Werkstoff und der Bauteilgröße auch lokal angewandt werden. Die Auswertung und Dokumentation erfolgt unter UV-Licht. Detektierte Anzeigen werden im Soll/Ist-Vergleich bewertet und in einem Prüfprotokoll dargestellt. 

 

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Röntgeninspektionsanalyse

Die Röntgenprüfung ist ein zerstörungsfreies Verfahren zur Volumenprüfung von Kunststoffen, Keramiken, Verbundwerk­stoffen und Werkstoff­verbunden (Hybriden) sowie Legierungen. Neben dynamischen Prüfungen in Echtzeit werden Werkstoffe hinsichtlich innerer Strukturen, Fehlstellen und Inhomogenitäten untersucht.

2D-Modus & Röntgentomografie

Sowohl im 2D-Modus als auch röntgen­tomografisch werden digitale Abbildungen von Proben, Bauteilen und Komponenten generiert. Die Vermessung von detektierten Strukturen erfolgt nach Längen, Flächen und Volumen. Der Vergleich eines gescannten Volumens mit einem importierten CAD-Datensatz ermöglicht einen Geometrie­vergleich im Soll-Ist-Verfahren. Die realen Strukturen aus der Tomografie können in Form von CAD-Daten ausgegeben werden. Untersuchungs­ergebnisse werden nach Kundenvorgabe ausgewertet und in Form von Abbildungen, Videos und Berichten dargestellt.

Werkstoffübergreifend an Halbzeugen, Proben, Bauteilen und Komponenten

  • Zerstörungsfreie Volumenprüfung
  • Dimensionales Messen
  • Ermittlung realer CAD-Daten als Berechnungsgrundlage
  • Zusammenbauprüfung komplexer Geräte
  • Charakterisierung von Fehlstellen
  • Charakterisierung von Werkstoffverbunden und Verbundwerkstoffen
  • Methodenprojekte (kundenspezifisch)
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Chemische & physikalische Werkstoffanalysen

Mit verschiedensten Untersuchungsmethoden zeigen wir werkstoffübergreifend innere chemische und physikalische Zusammenhänge auf. Das Spektrum unserer Analytik reicht von der Identifizierung eines Werkstoffes, eines anorganischen oder organischen Festkörpers, über die Elementaranalyse von Spurenelementen, bis hin zur Aufklärung der kristallinen bzw. molekularen Strukturen. Unser Leistungsangebot enthält zudem die Bestimmung und Bewertung physikalischer Parameter wie Glasübergangstemperatur, Eigenspannungszustände oder Faservolumengehalte.

Materialcharakterisierung an Metallen/Legierungen, Kunststoffen/organischen Verbindungen, Keramiken, Salzen, Flüssigkeiten und Verbundwerkstoffen durch:

  • Optische Funkenemissionsspektroskopie (Funken-OES)
  • Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer (FTIR)
  • Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung (GC-MS)
  • Flugzeitmassenspektrometrie (ToF-SIMS)
  • Trägergasheißextraktion der Elemente C, S, H, N, O
  • Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)
  • Thermogravimetrische Analyse (TGA)
  • Dynamisch-mechanische Analyse (DMA)
  • Dichtebestimmung
  • Röntgenografische Eigenspannungsmessungen
  • Photometrische Analysen
  • Beschichtungsprüfungen
  • Druckverformungsrest
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Kundenspezifische Sonderprüfungen

Für Anwendungsfälle, die über gängige Normen und Richtlinien hinausgehen, bieten wir Ihnen individuelle Beratung und spezialisierte Sonderprüfungen. Wir unterstützen Sie bei der Planung und Durchführung von Ersatzversuchen, die komplexe Lastzustände präzise und schädigungsäquivalent abbilden. Profitieren Sie von unserem umfassenden Fachwissen und modernster Technik:

  • Vielfältige Mess- und Regelungstechnik: Ein breites Portfolio an hochpräziser Ausrüstung, garantiert verlässliche Ergebnisse.
  • Optische Systeme: Wir verwenden GOM, ARAMIS oder zeitlich synchronisierte Bildaufnahmen für die Ermittlung von lokalen Dehnungen, Verformungen oder der Nachverfolgung von Anrissorten und Rissfortschritt.
  • Struktursimulation: Präzise Ermittlung von Ersatzlasten zur Nachbildung realer Belastungen.
  • Gezielte Vorkonditionierung: Kontrollierte Vorbehandlung der Prüflinge für realitätsnahe Testbedingungen.
  • Anpassung an Ihre Anforderungen: Umsetzung spezifischer Umgebungsbedingungen für authentische Prüfszenarien.

Vertrauen Sie auf unsere Expertise für kundenspezifische Spezialversuche, die exakt auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Gemeinsam realisieren wir innovative und zuverlässige Prüfverfahren, die Ihre Produkte sicherer und leistungsfähiger machen.

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