Teile auf Eigenspannungen prüfen

Unternehmen aus der Industrie können jetzt hochbeanspruchte Komponenten in einem akkreditierten Labor an der Uni Kassel auf ihre Eigenspannung prüfen lassen. Das trägt zur Entwicklung sicherer Bauteile etwa in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie bei.

23. Oktober 2017
Laborleiter Dr. Wolfgang Zinn spannt eine Probe in ein Röntgendiffraktometer, um die Eigenspannungen im Metall zu messen. (Bild: Uni Kassel)
Bild 1: Teile auf Eigenspannungen prüfen (Laborleiter Dr. Wolfgang Zinn spannt eine Probe in ein Röntgendiffraktometer, um die Eigenspannungen im Metall zu messen. (Bild: Uni Kassel))

Seit Jahren führt das Institut für Werkstofftechnik/Metallische Werkstoffe Analysen für Projektpartner aus der weltweiten Industrie aus. Das umfasst die Analyse metallischer und kristalliner Werkstoffe mit verschiedenen Methoden. Deutschlandweit ist das Prüflabor das drittgrößte seiner Art.

Eigenspannungen sind innere Spannungen in Werkstoffen. Sie treten als Folge der Herstellung auf, ohne dass äußere Beanspruchungen wirken, etwa wenn sich die Oberfläche eines Werkstücks schneller abkühlt als der Kern. Für das Auge sind sie unsichtbar, sie können aber die Beständigkeit eines Bauteils beeinflussen. Eigenspannungsanalysen sind daher ein wichtiger Schritt in der Entwicklung sicherer Bauteile.

Kleine Ursache, große Wirkung

„Beim Thema Eigenspannungen gilt wie in vielen Bereichen des Lebens: kleine Ursache, große Wirkung“, sagt Dr. Wolfgang Zinn, Leiter des Zertech. Bereits kleine Fehler oder Anpassungen im Herstellungsprozess von Bauteilen können zu Änderungen im Eigenspannungszustand führen und so verheerende Auswirkungen auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Maschinen haben, etwa wenn ein Zahnrad plötzlich versagt.

In den Laboren des Instituts für Werkstofftechnik wird zu Ursachen und Wirkungen von Eigenspannungen geforscht. Um sie sicher messen zu können, wurden in den vergangenen Jahren zusammen mit Forschungspartnern neue Methoden und Auswerteroutinen zur Eigenspannungsanalyse entwickelt, die beispielsweise Röntgenstrahlung nutzen. Auch aus Prüfaufträgen aus der Industrie werden immer wieder neue wissenschaftliche Fragen abgeleitet.