Charakterisierung

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Charakterisierung

Werkstoffprüfung

Das Fraunhofer-Zentrum HTL charakterisiert Werkstoffe und bestimmt Werkstoffeigenschaften (z.B. Zusammensetzung, Mikrostruktur, Anwendungseigenschaften). Bei Bedarf werden anwendungsspezifische Charakterisierungsmethoden entwickelt und Kunden in Bezug auf geeignete Verfahren zur Prozessüberwachung und Qualitätskontrolle beraten. Den Schwerpunkt der Werkstoffprüfung am Fraunhofer-Zentrum HTL bilden zerstörungsfreie sowie mechanische und thermische Messungen. Auch zur Materialanalytik stehen zahlreiche prozessbegleitende Prüfverfahren zur Verfügung. Bei der Messdatenauswertung stehen Einsatzverhalten, Lebensdauer und Zuverlässigkeit im Mittelpunkt.

Für den Fall, dass noch keine geeigneten Prüfverfahren für die kundenspezifische Fragestellung existieren, entwickelt dass HTL neue Verfahren. Der Anwendungsbereich, die Anforderungen an Messbereich, Auflösung und Messunsicherheit sowie weitere Randbedingungen werden mit dem Kunden abgestimmt. Anschließend wird vom HTL ein Prüfkonzept erstellt. Zur Auslegung werden bedarfsweise Finite-Elemente-Simulationen eingesetzt. Kommerziell verfügbare Komponenten werden bestmöglich genutzt. Existierende Normen werden berücksichtigt. Das Prüfkonzept wird mit dem Kunden abgestimmt. Anschließend erfolgen Bau- und Beschaffung der Einzelkomponenten, Montage, Softwareentwicklung sowie Verifizierung und Dokumentation    

Zur Auswertung der Messdaten entwickelt das HTL Spezialsoftware. Z.B. werden Messdaten bildgebender Systeme (Computertomograf, Rasterelektronenmikroskop, Laser-Scan-Mikroskop) in Bezug auf vom Anwender definierte charakteristische Merkmale analysiert und Teilmengen dieser Daten extrahiert. Diese können dann z.B. in FE-Modellen simuliert werden. Eine Anwendung ist die quantitative Bewertung von Gefügemerkmalen wie Oberflächenrauheit, inneren Poren oder Homogenität in Bezug auf die Festigkeit und Zuverlässigkeit der entsprechenden Bauteile. Mit der Kenntnis des Defekteinflusses (Effects of Defects) lassen sich dann gezielt Werkstoffe optimieren bzw. Bauteile geeignet auslegen.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung von Hochtemperatur-Messverfahren für große Bauteile bzw. Prüfvolumina. Z.B. kann am HTL die Biegebruchfestigkeit von 2 m langen Transportrollen für Rollenöfen bei Temperaturen bis 1200°C gemessen werden. Spezialprobenhalter ermöglichen die effiziente Hochtemperatur-Festigkeitsprüfung von bis zu 7 Standardproben in einem einzigen Aufheizprozess. Computertomogramme können mittels Spezialöfen bei Temperaturen bis zu 2000°C aufgezeichnet werden. Viele der Hochtemperaturmessverfahren wurden in so genannten ThermoOptischen Messanlagen (TOM) implementiert. Auch für die Prüfung externer Ofenanlagen werden spezielle Messverfahren entwickelt (vgl. Ofenanalyse).

Als Verbindung der mechanischen mit der zerstörungsfreien Prüftechnik besteht die Möglichkeit, In-situ-CT-Messungen durchzuführen. Proben werden dabei auf Biegung, Zug oder Druck belastet und währenddessen mehrere CT Messungen durchgeführt. So ist es möglich, für die jeweilige Belastung die Materialschädigung innerhalb der Probe zu erfassen und bis zum vollständigen Versagen bildgebend nachzuverfolgen.

Leistungsangebot:

  • Konzeption neuer kundenspezifischer Messverfahren
  • Entwicklung und Bau von Messanlagen und Sensoren
  • Qualifizierung von Messmethoden
  • Durchführung kundenspezifischer Materialprüfungen
  • Lebensdaueranalysen
  • Planung und Implementierung von Messverfahren beim Kunden
  • Schulungen zu Prüfverfahren

Das Fraunhofer-Zentrum HTL charakterisiert Werkstoffe und bestimmt Werkstoffeigenschaften

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Computertomografie

 

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Mechanische Prüfung

 

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Zerstörungsfreie Prüfung