Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung - Blog

Umfassender Leitfaden für eine Lösung für die zerstörungsfreie Prüfung aus einer Hand

Geschrieben von Christoph Schanz | Freitag, 1.8.2025

Erschließen Sie das volle Potenzial Ihres Fertigungsprozesses mit fortschrittlichen Lösungen für die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP), die auf halbfertige Werkzeugmetallkomponenten zugeschnitten sind.

Die Bedeutung der zerstörungsfreien Prüfung für die Produktion von Halbzeugen verstehen

Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ist ein wichtiger Prozess in der Fertigungsindustrie, insbesondere für Metallhalbzeuge wie Stangen, Rohre, Drähte und Knüppel. Sie ermöglicht die Prüfung und Bewertung von Werkstoffen und Bauteilen, ohne sie zu beschädigen, und stellt sicher, dass sie den Qualitätsstandards entsprechen und frei von Mängeln sind, die bei der späteren Verwendung zu Fehlern führen könnten.

Dieser Ansatz bietet Herstellern eine objektive und zuverlässige Grundlage sowohl für die Prozesskontrolle als auch für die Bewertung des Endprodukts. Durch den Einsatz hochmoderner ZfP-Lösungen können Hersteller Defekte im Frühstadium erkennen und lokalisieren, z. B. mikroskopische Risse, Einschlüsse, Materialunregelmäßigkeiten oder Oberflächenunregelmäßigkeiten, bevor sie die Leistung oder Sicherheit beeinträchtigen. Die zerstörungsfreie Prüfung schafft nicht nur Vertrauen in die nachgelagerten Produktionsschritte, sondern sorgt auch dafür, dass die Hersteller die strengen behördlichen Anforderungen erfüllen, das Risiko von Rückrufaktionen verringern und einen erstklassigen Ruf für die durchgängige Qualitätssicherung genießen.

In der Halbzeugproduktion spielt die ZfP eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Integrität und Zuverlässigkeit von Komponenten. Die frühzeitige Erkennung von Fehlern minimiert kostspielige Nacharbeiten, reduziert Ausfallzeiten, erhöht die Sicherheit und gewährleistet die Produktleistung. Darüber hinaus unterstützt die zerstörungsfreie Prüfung die Einhaltung strenger Industrienormen und -vorschriften und stellt sicher, dass die Komponenten für den vorgesehenen Einsatz geeignet sind.

Dieser proaktive Ansatz sichert die nachgelagerten Prozesse und fördert das langfristige Vertrauen der Kunden, indem Komponenten geliefert werden, die die Erwartungen erfüllen oder übertreffen. Moderne ZfP-Systeme bieten eine rückverfolgbare Dokumentation und robuste Datenanalysen, die es Qualitätsmanagern ermöglichen, fundierte Entscheidungen zu treffen und kontinuierliche Verbesserungen vorzunehmen. Durch die Einbindung der zerstörungsfreien Prüfung in das Qualitätsmanagementsystem erhalten Hersteller rationalisierte Arbeitsabläufe, geringere Risiken und einen Wettbewerbsvorteil in anspruchsvollen industriellen Umgebungen.

NDT-Methoden für halbfertige Metallkomponenten

Verschiedene ZfP-Methoden eignen sich für bestimmte Anwendungen. Je nach Bauteilform, Material und Prüfanforderungen bietet jedes Verfahren einzigartige Vorteile:

1. Ultraschallprüfung mit BARPROOF

Bei dieser Methode werden Hochfrequenz-Schallwellen eingesetzt, um innere Fehler in Metallstäben zu erkennen. Das BARPROOF-System mit Phased-Array-Ultraschalltechnologie bietet einen umfassenden Erfassungsbereich und eine außergewöhnliche Empfindlichkeit, die eine schnelle, automatisierte Prüfung auch in Umgebungen mit hohem Durchsatz ermöglicht.

Mit fortschrittlicher Signalverarbeitung, präziser Prüfkopftechnologie und robuster Dokumentation liefert BARPROOF konsistente Ergebnisse. Die benutzerfreundliche Oberfläche, die konfigurierbaren Programme und die Anpassungsfähigkeit an verschiedene Stangenabmessungen machen es zu einem unverzichtbaren Instrument für die Einhaltung von Vorschriften, Kundenanforderungen und die Optimierung der Produktivität.

FOERSTER BARPROOF

2. Magnetische Streuflussprüfung mit CIRCOFLUX

Bei dieser Methode wird das Metall magnetisiert und Streufelder, die durch oberflächliche oder oberflächennahe Diskontinuitäten verursacht werden, werden aufgespürt. CIRCOFLUX bietet eine hochpräzise Prüfung für ferromagnetische Stahlstäbe und ermöglicht eine genaue und automatisierte Fehlererkennung.

Ausgestattet mit robusten Sensoren kann CIRCOFLUX selbst bei hohen Geschwindigkeiten Risse bis zu einer Größe von 0,1 mm erkennen. Intelligente Durchmesseranpassung und zentrale Einstellung reduzieren menschliche Fehler. Die integrierte Diagnose und Datenverwaltung gewährleisten Rückverfolgbarkeit und Compliance.

 

FOERSTER CIRCOFLUX

3. Wirbelstromprüfung mit CIRCOGRAPH:

Mittels elektromagnetischer Induktion identifiziert CIRCOGRAPH Oberflächen- und oberflächennahe Fehler in Drähten, Rohren und Stangen. Hochgeschwindigkeits-Rotationsköpfe und berührungslose Abtastung ermöglichen eine vollständige 360°-Oberflächenabdeckung und erkennen Defekte bis zu einer Tiefe von 30 µm.

Das System unterstützt automatisierte Prüfungen mit hohem Durchsatz bei Geschwindigkeiten von bis zu 3 m/s und bietet eine nahtlose Prüfung über die gesamte Länge bei gleichzeitiger Minimierung des Arbeitsaufwands. Mit intelligenter Spaltkompensation und fortschrittlicher digitaler Analyse liefert der CIRCOGRAPH unabhängig von Materialgeometrie und Produktionsgeschwindigkeit präzise Ergebnisse. Seine intuitive Bedieneroberfläche, die vollständige Rückverfolgbarkeit und die sichere Datenverwaltung vereinfachen die Integration in moderne Qualitätssicherungs-Workflows und helfen Herstellern, die strengsten Industriestandards einzuhalten, während sie gleichzeitig ihre Betriebseffizienz aufrecht erhalten und das Risiko von Materialfehlern in nachgelagerten Anwendungen minimieren.

FOERSTER CIRCOGRAPH

4. Materialmischungsprüfung mit MAGNATEST:

Bei dieser Methode werden die Materialeigenschaften von Halbfertigprodukten durch magnetinduktive Tests überprüft. Magnatest stellt sicher, dass die Materialien den geforderten Spezifikationen entsprechen, verhindert Materialverwechslungen und gewährleistet eine gleichbleibende Qualität. Durch den Einzelspulen-Absolutmodus und die hochempfindliche Auswerteelektronik kann MAGNATEST selbst kleinste Unterschiede in der Legierungszusammensetzung, im Wärmebehandlungszustand oder in der Gefügeinhomogenität zuverlässig erkennen.

Die automatischen Sortier- und Statistikfunktionen des Systems helfen den Herstellern, die strengen Industrievorschriften einzuhalten, die manuellen Prüfzeiten zu reduzieren und die Prozessintegration zu optimieren. Die lückenlose Datendokumentation und die Rückverfolgbarkeit von MAGNATEST unterstützen zudem Audits und kontinuierliche Prozessverbesserungen und machen das System zu einem unverzichtbaren Bestandteil einer fortschrittlichen Qualitätsmanagementstrategie für kritische industrielle Anwendungen.

FOERSTER MAGNATEST

5. dimensionale Prüfung mit ZUMBACH

ZUMBACH setzt Laser- und optische Technologien ein, um Dimensionen wie Durchmesser, Ovalität, Wandstärke und Konzentrizität in Echtzeit zu messen. Das berührungslose System unterstützt die Hochgeschwindigkeitsproduktion und die digitale Qualitätsintegration.

Die Echtzeit-Überwachung trägt dazu bei, Materialabweichungen zu reduzieren, eine proaktive Kontrolle zu unterstützen und die Datentransparenz zu verbessern, was die Einhaltung von Vorschriften und eine optimale Produktausbeute gewährleistet.

ZUMBACH

 

Die Wahl der richtigen NDT-Lösung für Ihre Fertigungsbedürfnisse

Die Auswahl der richtigen ZfP-Methode hängt von der Art der Komponenten, der Kritikalität der Fehler, den Anforderungen an die Konformität und dem Automatisierungsgrad ab. Hersteller sollten die Prüfempfindlichkeit, die Geschwindigkeit, die Rückverfolgbarkeit und die Integrationsmöglichkeiten berücksichtigen. Häufig bietet ein hybrider Ansatz, der mehrere ZfP-Methoden kombiniert, eine umfassende Abdeckung, rationalisierte Arbeitsabläufe und niedrigere Gesamtqualitätskosten.

1. Stäbe

Für die Prüfung von Metallstäben sind die Ultraschallprüfung mit BARPROOF und die magnetische Streuflussprüfung mit CIRCOFLUX besonders effektiv. Zusammen gewährleisten diese Methoden eine gründliche Erkennung sowohl von inneren als auch von Oberflächenfehlern und bieten eine umfassende Lösung für die Qualitätskontrolle.

Die fortschrittliche Phased-Array-Ultraschalltechnologievon BARPROOF liefert hochauflösende Echtzeitbilder von inneren und oberflächennahen Fehlern. Sie ermöglicht eine präzise Fehlerlokalisierung und quantitative Analyse, selbst unter schwierigen Bedingungen mit unterschiedlichen Stabdurchmessern. CIRCOFLUX ergänzt dies durch die berührungslose Hochgeschwindigkeitsdetektion von oberflächlichen und unterirdischen Fehlern in einem breiten Spektrum von Materialien und Produktionsgeschwindigkeiten.

Durch die Integration dieser beiden Systeme können Hersteller eine automatische Fehlersortierung, eine vollständig rückverfolgbare Qualitätsdokumentation und eine nahtlose digitale Prozessintegration realisieren. Dieser kombinierte Ansatz erleichtert schnelle Umstellungen, reduziert die Abhängigkeit vom Bediener und liefert durchgängig prüfungsfähige Ergebnisse. So wird sichergestellt, dass nur Stangen, die den höchsten Standards für Sicherheit, Haltbarkeit und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften entsprechen, zur Weiterverarbeitung oder zum Versand gelangen.

2. Drähte

DieWirbelstromprüfung mit dem CIRCOGRAPH-System ist eine hocheffektive und zerstörungsfreie Methode zur Prüfung von Drähten. Bei diesem Verfahren umgibt eine rotierende Sonde den Draht, während er sich durch das Prüfsystem bewegt. Das Verfahren basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion: Ein Wechselstrom fließt durch eine Spule und erzeugt ein schwankendes Magnetfeld. Wenn ein leitfähiges Material - z. B. ein Draht - in dieses Feld eintritt, induziert es Wirbelströme im Material.

Oberflächen- und oberflächennahe Defekte - wie Risse, Einschlüsse oder Überlappungen - stören den Fluss dieser Wirbelströme und führen zu nachweisbaren Impedanzänderungen in der Spule. Diese Veränderungen werden in Echtzeit überwacht und analysiert.

Das CIRCOGRAPH-System deckt die Oberfläche des Drahtes in einem Bereich von 360 Grad ab und gewährleistet eine hohe Empfindlichkeit sowohl für Längs- als auch für Querfehler. Dadurch eignet es sich besonders gut für kontinuierliche Hochgeschwindigkeits-Produktionsumgebungen und ermöglicht eine schnelle, genaue und zuverlässige Erkennung von Fehlern.

So können Hersteller konsequent sicherstellen, dass die Drähte vor der Weiterverarbeitung oder dem Versand strengen Qualitätsstandards entsprechen.

3. Rohre

Für die zerstörungsfreie Prüfung von Rohren sind sowohl die Ultraschallprüfung (UT) als auch die Wirbelstromprüfung (ECT ) weit verbreitet, je nach Materialart, Geometrie und Art der zu bewertenden Fehler.

DieUltraschallprüfung eignet sich besonders gut zum Aufspüren von inneren und volumetrischen Fehlern wie Einschlüssen, Lunkern und Schichtungen. Diese Systeme verwenden Hochfrequenz-Schallwellen, die sich durch die Rohrwand ausbreiten und reflektiert werden, wenn sie auf Diskontinuitäten treffen, was eine präzise Lokalisierung und Größenbestimmung von inneren Fehlern ermöglicht. Bei der Rohrprüfung werden in der Regel herkömmliche rotierende Ultraschallsysteme eingesetzt, während bei der Stabprüfung eher nicht rotierende Phased-Array-Systeme verwendet werden.

Das auf der Wirbelstromprüfung basierende CIRCOGRAPH-System hingegen ist für die Identifizierung von Oberflächenfehlern und oberflächennahen Fehlern - wie Risse, Löcher oder Überlappungen - optimiert, insbesondere bei nicht ferromagnetischen Rohren. Das System nutzt rotierende Sonden, um den gesamten Umfang des Rohrs abzutasten und gewährleistet so eine vollständige 360°-Abdeckung bei kontinuierlichen Prüfvorgängen.

Durch die Kombination von Ultraschall- und Wirbelstromprüfverfahren können Hersteller eine gründliche Fehlererkennung über das gesamte Volumen und die gesamte Oberfläche des Rohrs erreichen. Dieser duale Ansatz gewährleistet die Einhaltung strenger Industrienormen und kundenspezifischer Qualitätsanforderungen. Diese Systeme sind besonders wertvoll in Hochgeschwindigkeits-Produktionsumgebungen, wo eine konsistente, genaue und effiziente Qualitätskontrolle unerlässlich ist.

 

Die Rolle der Technologie bei der Verbesserung von ZfP-Genauigkeit und -Effizienz

Der technologische Fortschritt hat die Genauigkeit, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit zerstörungsfreier Prüfverfahren (ZfP) erheblich verbessert. Moderne ZfP-Systeme verfügen heute über hochmoderne Sensoren, fortschrittliche Automatisierung und integrierte Datenanalysetools, die präzisere, einheitlichere und effizientere Prüfungen für eine Vielzahl von Materialien und Komponenten ermöglichen.

Innovationen wie die Phased-Array-Ultraschallprüfung (PAUT), die Hochfrequenz-Wirbelstromprüfung (HF-ECT) und vollautomatische Prüfsysteme haben die traditionellen Prüfverfahren revolutioniert. Diese Technologien bieten schnellere Abtastraten, eine höhere Empfindlichkeit gegenüber Defekten und eine höhere räumliche Auflösung, was eine frühere und genauere Erkennung von Fehlern ermöglicht.

Darüber hinaus wird durch die automatisierte Datenerfassung und -analyse die Gefahr menschlicher Fehler verringert und es werden rückverfolgbare, hochauflösende Prüfprotokolle erstellt. Im Ergebnis tragen diese Fortschritte zu einer verbesserten Qualitätssicherung, geringeren Ausfallzeiten und erhöhter Sicherheit in kritischen Anwendungen in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Energie und Fertigung bei.

Künftige Trends bei der zerstörungsfreien Prüfung in der Fertigungsindustrie

Die Zukunft der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) in der Fertigungsindustrie steht vor bedeutenden Fortschritten, angetrieben durch neue Technologien und sich entwickelnde Anforderungen der Branche. Zu den wichtigsten Trends, die diesen Wandel bestimmen, gehören:

1. Künstliche Intelligenz

Algorithmen der künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens (ML) werden zunehmend in moderne ZfP-Systeme integriert, um die Fehlererkennung, Klassifizierung und Entscheidungsfindung erheblich zu verbessern. Diese Technologien können große Mengen an Prüfdaten - wie Ultraschallwellenformen, Wirbelstromsignale oder Röntgenbilder - mit weitaus größerer Geschwindigkeit und Konsistenz analysieren als herkömmliche Methoden.

Indem sie aus historischen Prüfdaten lernen, können KI-Systeme komplexe Muster und subtile Anomalien erkennen, die für menschliche Inspektoren schwer zu entdecken wären. Dies führt zu einer verbesserten Erkennungsgenauigkeit, weniger Fehlalarmen und konsistenteren Bewertungen. Darüber hinaus unterstützt die KI-gestützte ZfP die vorausschauende Instandhaltung, so dass potenzielle Probleme erkannt und behoben werden können, bevor sie zu kritischen Ausfällen führen.

2. Eine zentrale Anlaufstelle für NDT

In der gesamten Branche besteht eine wachsende Nachfrage nach umfassenden ZfP-Lösungen, die mehrere Prüfmethoden in einer einzigen, integrierten Plattform zusammenfassen. Dieser "One-Stop-Shop"-Ansatz ermöglicht es den Herstellern, eine Vielzahl von Prüfungen - wie Ultraschallprüfung, Wirbelstromprüfung, Magnetpulverprüfung und Sichtprüfung - in einem einheitlichen System durchzuführen.

Durch die Kombination mehrerer ZfP-Modalitäten rationalisieren diese integrierten Plattformen die Prüfabläufe, verringern die Redundanz der Geräte und minimieren die Einrichtungszeit, was zu einer erheblichen Steigerung der betrieblichen Effizienz führt. Darüber hinaus erleichtern sie die zentralisierte Datenerfassung, -speicherung und -analyse, was eine bessere Rückverfolgbarkeit, Echtzeitüberwachung und eine effektivere Qualitätskontrolle ermöglicht.

Diese All-in-One-Fähigkeit ist besonders wertvoll in automatisierten Produktionsumgebungen, in denen ein hoher Durchsatz, Wiederholbarkeit und Kosteneffizienz entscheidend sind. ZfP-Anbieter, die flexible, modulare und skalierbare Lösungen anbieten, sind gut positioniert, um die sich entwickelnden Anforderungen von Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Energie und Metallurgie zu erfüllen.

3. Business-Lösungen

Moderne ZfP-Anbieter bieten zunehmend maßgeschneiderte Geschäftslösungen an, die auf die spezifischen Anforderungen verschiedener Branchen und Produktionsumgebungen zugeschnitten sind. Anstatt sich ausschließlich auf Systeme von der Stange zu verlassen, arbeiten diese Anbieter eng mit ihren Kunden zusammen, um anwendungsspezifische Prüfkonfigurationen zu entwickeln - einschließlich kundenspezifischer Sensorkonfigurationen, mechanischer Anpassungen und Workflow-Integration.

Diese Lösungen enthalten oft spezielle Softwarepakete, die sich nahtlos in bestehende Produktionssteuerungssysteme, MES (Manufacturing Execution Systems) oder Qualitätsmanagementplattformen integrieren lassen. Dies ermöglicht die gemeinsame Nutzung von Daten in Echtzeit, die automatische Fehlerberichterstattung und die zentralisierte Qualitätsverfolgung - entscheidend für die Einhaltung gesetzlicher und betrieblicher Standards.

Darüber hinaus sorgen umfassende Servicepakete - einschließlich Installation, Kalibrierung, Schulung, Ferndiagnose und langfristiger Wartung - dafür, dass ZfP-Systeme während ihres gesamten Lebenszyklus zuverlässig und effizient bleiben. Diese maßgeschneiderten, geschäftsorientierten Angebote helfen Herstellern, die Inspektionsleistung zu verbessern, Ausfallzeiten zu reduzieren und die branchenspezifischen Anforderungen und Kundenerwartungen vollständig zu erfüllen.

4. Wartungsverträge mit Full-Service-Anbietern

Um die kontinuierliche Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Leistung von ZfP-Systemen zu gewährleisten, schließen viele Hersteller langfristige Wartungsverträge mit Full-Service-Anbietern ab. Diese Partnerschaften garantieren, dass die Prüfgeräte stets nach den höchsten Standards gewartet werden, was dazu beiträgt, die Ausfallzeiten zu minimieren und die Lebensdauer der Systeme zu verlängern.

Solche Verträge umfassen in der Regel regelmäßige Kalibrierung, vorbeugende Wartung, Vor-Ort-Wartung, Software-Updates und technischen Support - jeweils angepasst an die spezifischen Systeme und Betriebsanforderungen des Kunden. Einige Anbieter bieten auch Ferndiagnose und vorausschauende Wartungsdienste an, die Systemdaten nutzen, um Probleme proaktiv anzugehen, bevor sie die Produktion beeinträchtigen.

Durch die Auslagerung der Wartung an erfahrene Dienstleister profitieren die Hersteller von einer gesicherten Systemverfügbarkeit, einer optimierten Einhaltung von Vorschriften und einem geringeren internen Ressourcenbedarf. Dieses Full-Service-Modell ist besonders vorteilhaft in Branchen mit hohem Durchsatz oder in sicherheitskritischen Branchen, in denen selbst kurze Inspektionsverzögerungen zu erheblichen betrieblichen oder finanziellen Konsequenzen führen können.