Werkstoffprüfung

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Werkstoffprüfung

Herausbildung der Wissenschaftsdisziplin

Die Entwicklung der Wissenschaftsdisziplin der „Werkstoffprüfung“ ist sehr eng mit der dynamischen Entwicklung in den Materialwissenschaften und der Werkstofftechnik verbunden. Die von Blumenauer [1−3] verfassten Lehrbücher enthalten einen sehr guten Überblick über die klassischen Prüf- und Analysemethoden. Dabei wird die Werkstoffprüfung als ein Teilgebiet der Werkstoffwissenschaft [4, 5] mit engen Verbindungen zu anderen Ingenieurdisziplinen, wie z. B. der

• Kontinuumsmechanik
• Festkörpermechanik
• Fertigungstechnik und
• Automatisierungstechnik und

aufgefasst. Mit den enormen Zuwachsraten von Kunststoffen an der Weltproduktion der Werkstoffe [6] haben sich interdisziplinäre Wissensgebiete wie die "Kunststoffprüfung" und "Kunststoffdiagnostik/Schadensanalyse" zu neuen eigenständigen Wissenschaftsdisziplinen bzw. Lehrgebieten herausgebildet [7]. Um die wachsenden Ansprüche an die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer von Kunststoffbauteilen zu erfüllen und den Bruch als häufigste Ursache für ein Bauteilversagen auszuschließen, werden die Methoden der "Technischen Bruchmechanik" herangezogen.

Aufgaben der Werkstoffprüfung

Grundlegende Aufgaben der Werkstoffprüfung sind nach [2]

• die Festlegung geeigneter Kenngrößen zur Charakterisierung der Werkstoff- bzw. Bauteileigenschaften und die quantitative Darstellung dieser Eigenschaften in Form von Kennwerten
• die kontinuierliche und weitgehend automatisierte Kontrolle der bei der Herstellung, Ver- und Bearbeitung der Werkstoffe eintretenden Eigenschaftsänderungen einschließlich des Nachweises möglicher Werkstofffehler
• die laufende Überwachung des Werkstoffzustandes während des Betriebs von Maschinen und Anlagen
• und die Untersuchung von Schadensfällen

Einteilung der Werkstoffprüfung

Daraus leitet sich auch eine Einteilung der Werkstoffprüfverfahren ab, die sich in der prinzipiellen Gliederung des Lehrbuches [3] abbildet:

• Mechanische Prüfverfahren
• Verfahren zur Untersuchung der Zusammensetzung
• Verfahren zur Gefügeuntersuchung
• Korrosionsprüfung
• Zerstörungsfreie Prüfverfahren
• Physikalische Prüfverfahren
• Verfahren zur experimentellen Dehnungs- und Spannungsbestimmung

Einen Überblick über neue, häufig auch gekoppelte Prüf- und Analysemethoden (siehe auch Hybride Methoden) mit wesentlich erhöhten Informationsgehalt bietet das von Biermann und Krüger [8] herausgegebene Lehrbuch „Moderne Methoden der Werkstoffprüfung“.

Das Buch behandelt die Grundlagen der verschiedenen Methoden und stellt aber auch schwerpunktmäßig viele neue Prüf- und Analysemethoden an Hand von Beispielen insbesondere für metallische Werkstoffe aus der aktuellen Forschungsarbeit vor. Im Fokus stehen dabei Verfahren zur Ermittlung von mechanischen und bruchmechanischen Eigenschaften, die aus methodischer Sicht sich anwendungsnah auf die Methoden der modernen Kunststoffprüfung und Kunststoffdiagnostik übertragen lassen.

Literaturhinweise

[1]	Blumenauer, H.: Werkstoffprüfung. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig, 2. Auflage (1978) ISBN:VLN 152-915/46/79 (siehe AMK-Büchersammlung unter M 1)
[2]	Blumenauer, H.: Werkstoffprüfung. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig, 4. Auflage (1984), ISBN VLN 152-915/104/87 siehe AMK-Büchersammlung unter M 2)
[3]	Blumenauer, H.: Werkstoffprüfung. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig Stuttgart, 6. Auflage (1994); (ISBN 978-3-342-00547-6 siehe AMK-Büchersammlung unter M 3)
[4]	Worch, H., Pompe, W., Schatt, W. (Hrsg.): Werkstoffwissenschaft. 10. Auflage (2011), Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, (ISBN 978-3-527-32323-4)
[5]	Callister, W. D., Rethwisch, D. G.: Materialwissenschaften und Werkstofftechnik. Eine Einführung. Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim (2012); (ISBN 978-3-527-33007-2)
[6]	Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 1–5 (ISBN 978-3-446-44350-1; E-Book: ISBN 978-3-446-44390-7; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)
[7]	Grellmann, W.: Zur Herausbildung der Kunststoffprüfung als Wissenschaftsdisziplin. DVM-Nachrichten Nr. 49 (2009) S. 1
[8]	Biermann, H., Krüger, L.: Moderne Methoden der Werkstoffprüfung. Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim (2014); ISBN 978-3-527-33413-1 (siehe AMK-Büchersammlung unter M 35)