Qualitätssicherung, Teil 1: Werkstoffprüfungen mit Zerstörung

Die Qualitätssicherung gehört zur modernen Produktion und ist ein zentraler Bestandteil. Jeder Fertigungsschritt wird von einer angepassten Qualitätssicherung begleitet. Damit soll der Ausschuss so gering wie möglich gehalten werden. Um erstklassige Produkte fertigen und liefern zu können, muss vor allem der Wareneingang besonders gründlich kontrolliert werden. 

Bei der Verarbeitung fester Werkstoffe wie Kunststoff oder Metall heisst das jedoch auch, dass zerstörende Qualitätsprüfungen stattfinden müssen.

Die Hauptprüfung einer Charge eines Werkstoffes besteht in einem Zugversuch. Er wird auf einer Universal-Zugprüfmaschine gestestet. Dazu wird der eingegangenen Lieferung ein Probestück entnommen und in eine festgelegte Form gebracht. Es gibt die Unterscheidung in Rund- und Flachzugproben, je nachdem, wie das vorliegende Material beschaffen ist.

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Dies ist ein 3-teiliger Bericht zum Thema Qualitätssicherung:

Teil 1: Werkstoffprüfungen mit Zerstörung

Teil 2: Qualität bei Massen und Oberflächen

Teil 3: Werkstoffprüfungen ohne Zerstörung

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Die Rundzugproben werden aus Rundmaterial, also runden Stangen, gefertigt und haben die Form kleiner Hanteln. Flachzugproben entstehen aus Blechen und Platten und sind wie stilisierte Knochen geformt. Die jeweilige Probe wird in die Universal-Zugprüfmaschine eingespannt und so lange unter Spannung gesetzt, bis sie reisst. Im Anschluss gibt eine Auswertung detaillierte Auskünfte über die statischen, verformenden und trennenden Spannungen, welche das Material aushalten kann.

Ein weiterer Prüfschritt testet die Zähigkeit. Diese wird auf einer Kerbschlagmaschine geprüft. Dazu wird wiederum ein bestimmtes Stück aus dem eingegangenen Material geformt. Es sieht in etwa wie ein Pommes-frites-Stäbchen aus und ist mit einer eingequetschten Sollbruchstelle versehen. An dieser wird die Probe auf der Kerbschlagmaschine durchschlagen. Die Prüfmaschine besteht aus einem Hebelarm, der kreisförmig schwingt und an dem ein definiertes Gewicht hängt. Je weniger der Hebelarm nach dem Durchschlagen der Probe weiterschwingt, umso zäher ist das Material.

Die dritte Materialprüfung fokussiert auf die Härte des Werkstoffs. Zu diesem Zweck wird in das Probestück ein Prüfkörper eingepresst, was unter definiertem Druck geschieht. Bei Metallen ist dies zum Beispiel eine Nadel mit einer kugel- oder pyramidenförmigen Spitze. Die Auswertung erfolgt mithilfe eines speziellen optischen Geräts oder eines Mikroskops. Der Querschnitt des Abdrucks wird vermessen: Je kleiner der Abdruck ist, desto härter ist das Material.

Schliesslich werden mittels eines Spektralanalyse-Apparates die Bestandteile des gelieferten Werkstoffs überprüft. Dazu wird ein gründlich gereinigtes und glatt poliertes Stück des Materials auf eine Elektrode gelegt. Ein starker Stromimpuls erzeugt nun einen Lichtbogen, der aus dem Material austritt. Dieses Licht wird durch ein Prisma zerlegt. Jedes Element leuchtet in einer charakteristischen Wellenlänge und so kann mit diesem Verfahren die Zusammensetzung des Werkstoffes sehr genau bestimmt werden.

Verfügt ein Unternehmen über ein zertifiziertes und leistungsstarkes Labor, kann es im Vorfeld seiner Fertigung Ausschüsse vermeiden. Fehlerhafte Chargen werden auf diese Weise rasch identifiziert und Regressansprüche können verhindert werden. Ungerechtfertigte Reklamationen umgehen Firmen dank gründlicher Dokumentation.

 

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