Diese Qualitätssicherungsmethoden sollten Gießer kennen

Ob in der Transportbranche, im Maschinenbau oder in der Verpackungsindustrie - Leichtmetall erfreut sich aufgrund seiner zahlreichen positiven Eigenschaften großer Beliebtheit, wenn es um die Herstellung von Bauteilen geht. Dabei steht nicht nur das Endprodukt als solches im Vordergrund, sondern auch die Qualitätskontrolle der Metallprodukte.

So unterschiedlich die Branchen sind, die sich mit der Verarbeitung von Leichtmetallen beschäftigen, so unterschiedlich sind auch die Anforderungen an die Eigenschaften der verwendeten Bauteile. Während in der Verpackungsindustrie makellose Oberflächen für ein perfektes Erscheinungsbild sorgen, ist beispielsweise in der Automobilindustrie eine intakte Struktur des Innenraums für die Sicherheit unerlässlich. Um eine hohe Qualität der Metallteile zu gewährleisten, haben sich verschiedene Methoden der Qualitätskontrolle etabliert.

Was sind die Unterschiede in der Qualitätssicherung?

Ein grundlegender Unterschied in der Qualitätssicherung von Metall ist die zerstörende Prüfung und die zerstörungsfreie Prüfung. Bei der zerstörenden Prüfung werden Stichproben von bereits produzierten Gussteilen aufgeschnitten und auf mögliche Fehler untersucht. Um Aufschluss über die Qualität des Produktionsprozesses zu geben, suchen Qualitätsprüfer gezielt nach Einschlüssen, Porosität und Lunker.

Zerstörungsfreie Prüfverfahren

Während die zerstörende Qualitätssicherung die Zerstörung des zu untersuchenden Gussteils vorsieht, bieten zerstörungsfreie Prüfverfahren die Möglichkeit, intakte Gussteile auf ihre inneren und äußeren Eigenschaften hin zu untersuchen. Dabei wird die Funktionsfähigkeit der geprüften Bauteile nicht beeinträchtigt. Die Prüfverfahren reichen von der oberflächlichen Prüfung mit bloßem Auge bis zur Durchstrahlungsprüfung (Röntgen)..

Visuelle Prüfung: Gussteile werden mit dem Auge geprüft. Auf diese Weise lassen sich Oberflächenfehler, Schlacken- oder Sandeinschlüsse, Risse, Kaltverschlüsse, Gasentwicklung, Formfehler oder Fehlläufe auf den ersten Blick erkennen.

Dimensionelle Prüfung: Mit Hilfe von Koordinatenmessmaschinen (KMG) wird mit Hilfe von Tastern geprüft, ob ein Gussteil die Maßanforderungen/Toleranzen erfüllt. Eine manuelle Messung ist ebenfalls möglich.

Druckstrahlenprüfung (X-Ray): Die zu prüfenden Gussstücke werden mit Röntgen- oder Gammastrahlen bestrahlt, um Brüche, Risse oder punktförmige Porositäten sichtbar zu machen. Der Röntgenfilm wird durch die Strahlung ausgelöst, die vom Gussstück nicht absorbiert wird. Während dickere Bereiche des Gussteils weniger Strahlung absorbieren, absorbieren niedrigere Dichtungskomponenten mehr Strahlung, was zu einer höheren Filmbelichtung führt. Dadurch lassen sich dunkle Bereiche, die auf Defekte wie Lücken oder Risse hinweisen, leicht erkennen. Ein großer Vorteil dieses Verfahrens sind die geringen Anforderungen an die Oberflächenqualität einer Vielzahl von Werkstoffen.

Flüssigkeitseindringprüfung (LPI): Zunächst müssen die Gussteile gründlich gereinigt und von Versiegelungen wie Farben oder Lacken befreit werden. Dann werden sie in eine gefärbte Eindringlösung mit hoher Kapillarwirkung und niedriger Viskosität eingelegt, so dass sie ungehindert durch die Risse der zu untersuchenden Bauteile fließen kann. Nach einer bestimmten Einwirkzeit wird das Eindringmittel mit einem feuchten Tuch von der Oberfläche abgewischt. Im nächsten Schritt wird eine weitere Flüssigkeit aufgetragen, die als Entwickler bezeichnet wird. Dieser reagiert mit dem verbliebenen Penetriermittel und macht Fehler auf der Oberfläche des Gussteils sichtbar. Alternativ können Risse auch mit einem fluoreszierenden Eindringmittel, das unter UV-Strahlung leuchtet, sichtbar gemacht werden. LPI ist daher ein kostengünstiges und effizientes Verfahren, das z. B. in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und im Maschinenbau eingesetzt wird.

Ultraschallprüfung (UT): Nach einer gründlichen Reinigung von Farbe und losem Zunder werden Gussteile mit Hilfe von hochfrequenter Schallenergie untersucht. Die Schallwellen durchlaufen die Bauteile, bis sie auf die gegenüberliegende Oberfläche, eine Grenzfläche oder einen Defekt treffen. An dieser Stelle werden die Schallwellen reflektiert und zurückgeworfen. Auf diese Weise entsteht ein Muster, das Aufschluss über die Lage und Größe einer Fehlstelle geben kann. Auch die Wandstärke eines Rohrs kann mit dieser Methode bestimmt werden. Ein großer Vorteil gegenüber anderen Verfahren besteht darin, dass auch kleine Fehler tief im Inneren des Gussteils zuverlässig erkannt werden können.

Magnetische Partikelprüfung (MPI): Diese Technik eignet sich für die Prüfung ferromagnetischer Metallgussteile. Dazu gehören Eisen, Nickel, Kobalt und einige ihrer Legierungen.

Qualitätskontrolle im Fertigungsprozess

Die Qualitätskontrolle muss nicht nur im Nachgang erfolgen, sondern kann auch während der Produktion durchgeführt werden. Im September 2019 stellte Gerfetec eine neue Maschinenversion des ARC 405 und den Prozesskopf ARC QM Head vor. Die Qualitätssicherung erfolgt mit Hilfe einer Schmelzbadkontrolle, die eine Überwachung, Aufzeichnung und Dokumentation des Schweißprozesses ermöglicht. Bei der Produktion von Aluminium-Druckgussteilen bieten induktive Wegsensoren auf Basis von eddy auch eine lückenlose Spaltüberwachung an mehreren Messpunkten. Das System kann in bestehende Maschinen integriert werden und ist unempfindlich gegen hohe Temperaturen, Staub, Schmutz oder Druck. So sichert eddyNCDT 3005 eine hohe Produktqualität, verbessert die Werkzeugstandzeiten und reduziert die Nacharbeit.