3MA-Grundlagen

Um die Randschichteigenschaften wärmebehandelter und maschinell bearbeiteter Bauteile gezielt einzustellen, ist der Einsatz geeigneter Prüfmethoden notwendig. Die 3MA-Prüftechnik (Mikromagnetische Multiparameter-, Mikrostruktur- und Spannungs-Analyse) ist ein modernes Prüfverfahren für die zerstörungsfreie Randschichtcharakterisierung. Das Verfahren ist vollständig automatisierbar und kann in den Fertigungsprozess integriert werden. Seine hohe Prüfgeschwindigkeit ermöglicht fast immer eine 100 Prozentprüfung. Das Verfahren erlaubt die gleichzeitige Bewertung mehrerer Qualitäts­merkmale der Randschicht (0 – 8 mm Bauteiltiefe). 

3MA kombiniert die mikromagnetischen Messverfahren Barkhausen-Rauschen (BR), Über­lagerungspermeabilität (μΔ), Oberwellenanalyse des tangentialen Magnetfeldes (Ht) und Mehrfrequenz-Wirbelstromverfahren (MFWS) und wertet für jedes dieser Verfahren mehrere der insgesamt 41 zur Verfügung stehenden Prüfgrößen aus. Die Vorteile dieser Kombination von Prüfgrößen in einem Multiparameter-Verfahren sind vielfältig und insbesondere dann unverzichtbar, wenn Zielgrößen und Störgrößen gleichzeitig variieren können. Da die einzelnen mikromagnetischen Prüfgrößen unterschiedlich gewichtete Empfindlichkeiten gegenüber Ziel- und Störgrößen aufweisen, kann der Einfluss der Störgrößen auf diese Weise eliminiert oder zumindest reduziert werden. 

Voraussetzung ist neben ferromagnetischem Material eine vorangegangene Kalibrierung. Dabei werden anhand multipler Regressionsanalysen oder »nearest neighbor«-Mustererkennungsalgorithmen Approximationsfunktionen bestimmt, welche die erwünschten Qualitätsmerkmale (Zielgrößen) mit den 3MA-Messparametern (Prüfgrößen) verknüpfen.

Vorteile

• Schnelle, zerstörungsfreie Prüfung
• Permanente Überwachung und Dokumentation der Qualitätsmerkmale
• Ersatz zerstörender Prüfmethoden
• Wirtschaftlichere Produktion durch verringerte Prüf- und Fehlerfolgekosten
• Vollständige und umfassende Prozessüberwachung durch Integration des 3MA-Systems in den Herstellungsprozess
• Individuelle Anpassung an spezielle Anforderungen (Prüfkopf, Software)
• Verkürzte Einricht- und Umrüstzeiten

Anwendungen

• Ortsaufgelöste Bestimmung von Härte, Härtetiefe, Eigenspannungen
• Nachweis und Charakterisierung von Bearbeitungsfehlern
• Kontinuierliche Aufzeichnung von Zugfestigkeit, Streckgrenze etc. 
• Hundertprozentiger Nachweis und Dokumentation der Stahlqualität
• Härte, Härtetiefe beim Induktions-, Einsatz-, Laser-, Nitrierhärten
• Tiefzieheigenschaften und Eigenspannungen in Stahlblech 
• Wareneingangskontrolle bei der Blechbearbeitung
• Bestimmung der Eigenspannungen in eingebauten Bauteilen
• Montagekontrolle, Verbundfestigkeit
• Früherkennung thermischer Alterung
• Wiederkehrende Prüfung sicherheitsrelevanter Komponenten

Flyer »3MA-Grundlagen«