Werkstoff- und Bauteilprüfung

Expertise und Erfahrung im Bereich Bauteil- und Werkstoffprüfung

Die Bauteilprüfung ist ein Prozess, bei dem ganze Komponenten oder Einzelteile eines Produkts auf Funktionalität, Reinheit, Belastbarkeit und Qualität anhand festgelegter Standards und Spezifikationen überprüft werden. Das Fraunhofer IMWS unterstützt Hersteller und Kunden dabei mit exzellentem Know-how und einer umfangreichen Geräteausstattung.

© Fraunhofer IMWS
4-Punkt-Biege-Versuch mit optischer Messung.

Welche Prüfmethode ist für mein Bauteil geeignet?

Die Methode und der Umfang der Prüfung hängen von der Art des Bauteils und den Anforderungen ab. Hierbei untersucht man das Verhalten bei thermischer, chemischer oder mechanischer Beanspruchung. Die Bauteilprüfung kann manuell oder automatisiert durchgeführt werden. Auch ist es möglich, einzelne Materialien und Werkstoffe zu prüfen. Bei der Materialprüfung hingegen werden das Verhalten und Werkstoffkenngrößen von Werkstoffproben ermittelt. Die Prüfung von Bauteilen und Werkstoffen ist von großer Bedeutung, um Qualität, Sicherheit und Zuverlässigkeit sicherzustellen und die Erfüllung der Anforderungen von Industriestandards und Vorschriften zu gewährleisten.

Grundsätzlich wird sowohl bei Bauteilprüfung als auch der Werkstoffprüfung zwischen der zerstörenden Prüfung und der zerstörungsfreien Prüfung unterschieden. Am Fraunhofer IMWS stehen für beide Varianten modernste Ausstattung und langjährige Expertise zur Verfügung. Als methodisch ausgerichtetes Fraunhofer-Institut in den Fachdisziplinen Materialwissenschaft und Werkstofftechnik sind wir Ansprechpartner für die Industrie und öffentliche Auftraggeber und bearbeiten Fragestellungen, die die Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen betreffen – mit dem Ziel, Materialeffizienz und Wirtschaftlichkeit zu steigern und Ressourcen zu schonen. Wir bieten Forschungsarbeiten und Kooperationen über die komplette Entwicklungskette vom Materialdesign bis zum geprüften prototypischen Bauteil.

Vorteile der Bauteilprüfung am Fraunhofer IMWS

  • Gewährleistung der Produktqualität: Durch die Bauteilprüfung können Hersteller sicherstellen, dass ihre Produkte den Qualitätsstandards entsprechen und die Kundenerwartungen erfüllen. Dies trägt zur Kundenzufriedenheit und zur Stärkung der Markenreputation bei.
  • Vermeidung von Produktfehlern: Die frühzeitige Erkennung von Defekten oder Unregelmäßigkeiten in Bauteilen hilft, potenzielle Produktfehler zu vermeiden, die zu teuren Rückrufen oder Reparaturen führen könnten.
  • Gewährleistung der Sicherheit: Die Bauteilprüfung trägt dazu bei, dass die Produkte sicher und zuverlässig sind. Dies ist besonders wichtig in sicherheitskritischen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt oder der Medizintechnik.
  • Kosteneffizienz: Durch die Prüfung der Bauteile können mögliche Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden, was langfristig zu Kosteneinsparungen führen kann. Die frühzeitige Identifizierung von Defekten reduziert insbesondere in der Entwicklungsphase das Risiko für Hersteller und steigert die Effizienz bei Materialeinsatz und Geräteauslegung.
© Fraunhofer IMWS
SCB-Prüfung (Single-Cantilever-Beam) am Sandwich zur Bewertung der Rissausbreitung und Charakterisierung der Deckschichtanbindung.

Wir bieten

  • Entwurf und Optimierung hochbeanspruchter Faserverbundstrukturen und Bauteile durch numerische Simulation
  • Ermittlung mechanischer und physikalischer Werkstoffeigenschaften von Faserverbundwerkstoffen und Sandwichkernmaterialien
  • Entwicklung und Durchführung von Struktur- und Bauteilversuchen (z. B. Sandwichschalen)
  • Zerstörungsfreie Werkstoff- und Bauteilprüfung
  • Bewertung der Schadenstoleranz von Faserverbundwerkstoffen und -strukturen mit bruchmechanischen Methoden (u. a. zur Vorhersage der Lebensdauer beschädigter Strukturen)
  • Mesostruktur- und mechanismusbasierte Simulationsmethoden zur Analyse von Struktur-Eigenschafts-Zusammenhängen (z. B. RVE-Modellierung)
  • Analyse von Lebensdauer und Alterungsverhalten (z. B. unter Umwelteinflüssen)

Bauteilprüfung auf dem multiaxialen Prüffeld

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      Vorbereitung und Prüfung von Bauteilen und Werkstoffen am Fraunhofer IMWS

       

      Bauteilprüfung von Unterkonstruktionen von Photovoltaik-Modulen

       

      Bauteilprüfung von Faserverbundwerkstoffen

       

      Ganzheitliche Bewertung von Sandwichstrukturen für Leichtbauanwendungen

       

      Konditionierung von Prüfkörpern für die Bauteilprüfung

      Portfolio Werkstoff- und Bauteilprüfung am Fraunhofer IMWS

      Mechanische Prüfung

      Simulation

      Zerstörungsfreie Prüfung

      Rheologische Prüfverfahren

      Thermische Prüfung

      Optische Prüfverfahren

      Projektauswahl

       

      Leichtbau, effizient und serientauglich durch Sandwich-Bauweise mit thermoplastischen Materialien

      Die aus thermoplastischen Sandwich-Halbzeugen hergestellte Klappe demonstriert die enormen Potenziale zur Gewichtseinsparung mit der Thermoplast-Sandwich-Moulding-Technologie.

       

      Innovative Struktur-Bauteile mit adaptierten Elektroniken für E-Fahrzeuge

      Zusammen mit Partnern erforscht das Fraunhofer IMWS in dem interdisziplinär ausgerichteten Projekt »InThElekt« die Fertigung innovativer Fahrzeugleichtbaustrukturen mit integrierten Elektronikkomponenten für E-Autos.

       

      Untersuchung des Leichtbaupotenzials hierarchisch aufgebauter Sandwichmaterialien

      Das Ziel des Projekts »HPHex« bestand darin, das Leichtbaupotenzial neuer hierarchisch aufgebauter Sandwichmaterialien zu untersuchen, die kostengünstig in hochautomatisierten Fertigungsverfahren hergestellt werden können.

       

      Leistungsstarke Leichtbau-Materialien für den Flugzeugbau

      Hochwertige und anspruchsvolle Verbundwerkstoffe für den Leichtbau spielen für die Flugzeugindustrie schon heute eine zentrale Rolle. Das Fraunhofer IMWS und der Luftfahrtzulieferer P-D Aircraft Interior wollen diese Materialien durch den Einsatz von Glasfasern noch robuster machen.

       

      Digitaler Zwilling für thermoplastische Composite »digitalTPC«

      Im Projekt »digitalTPC« forschen Mitarbeitende des Fraunhofer IMWS, Fraunhofer ICT, Fraunhofer IZFP und Fraunhofer SCAI, in Zusammenarbeit mit Vertreterinnen und Vertreter der Industrie an einem digitalen Zwilling für thermoplastische Composite, wobei die ganzheitliche Betrachtung in der realen und virtuellen Prozesskette stattfindet.

       

      Effiziente Sandwich-Leichtbaustrukturen mit hoher Oberflächengüte

      Das Fraunhofer IMWS entwickelt mit Partnern hochbelastbare Strukturbauteile mit glatter, optisch ansprechender Oberfläche und zugleich die passenden Verfahren für Fertigung und Qualitätsprüfung. Die Partner setzen dabei auf Metall-Kunststoff-Hybrid-Sandwichmaterialien.

       

      Schadenstolerante CFK-Schaum-Sandwichstrukturen für den Flugzeugbau

      Das Projekt »SANDWICH²«, im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo V, konzentriert sich auf die Untersuchung und Optimierung der Schadenstoleranz solcher Schaumsandwichstrukturen. Das Fraunhofer IMWS ist Teil des Forschungskonsortiums und verantwortlich für diese Erforschung.

       

      Hierarchische thermoplastische Sandwichmaterialien für noch leistungsfähigeren Leichtbau

      Das Fraunhofer IMWS und die ThermHex Waben GmbH arbeiten gemeinsam an einer neuartigen Technologie. Sie setzen auf hierarchische Sandwichstrukturen bei denen die Deckschichten selbst wiederum Sandwichstrukturen sind, um den Leichtbau noch leistungsfähiger zu machen.

       

      Leichtbau für die Luftfahrt: Fraunhofer IMWS prüft sicheren Einsatz neuer Materialien

      Leichtbau ist in der Luftfahrt ein entscheidender Schlüssel, um Treibstoff und damit Emissionen einzusparen. Können mit Kohlefasern verstärkte Sandwich-Bauteile für die tragenden Strukturen eines Flugzeugs eingesetzt werden?