Materialanalyse & Prüfdienstleistungen

Materialanalyse und -prüfung: Warum sie wichtig ist

Moderne Produkte von Luft- und Raumfahrtkomponenten bis hin zu Konsumgütern – basieren auf sorgfältig ausgewählten Materialien. Die Materialanalyse bewertet Zusammensetzung, Mikrostruktur und Leistung eines Materials und stellt sicher, dass es die Sicherheits- und Qualitätsanforderungen erfüllt. Laut Acurens Branchenblog vom Juli 2025 bewertet die Materialprüfung mechanische, physikalische und chemische Eigenschaften sowie das Verhalten eines Materials unter Umweltbedingungen wie extremen Temperaturen oder korrosiven Umgebungen. Prüfungen können an Rohstoffen, Zwischenprodukten oder Fertigprodukten durchgeführt werden, um Eignung, Haltbarkeit und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu bestätigen.

Eine Materialauswahltabelle oder eine Materiallebenszyklusanalyse (LCA) unterstützt Ingenieure bei der Auswahl geeigneter Materialien durch Vergleich von Festigkeit, Dichte, Nachhaltigkeit und Kosten. Gleichzeitig verfolgt die Materialflussanalyse (MFA) den Ressourcenfluss durch ein System und wird durch spezielle Materialflussanalyse-Software unterstützt. Das Verständnis dieser Grundlagen ist unerlässlich, bevor Sie in Prüfungen investieren.

Prüfarten und Analysemethoden

Verschiedene Anwendungen erfordern unterschiedliche Prüfungen. Gängige mechanische Prüfungen umfassen Zugprüfungen, Härteprüfungen und Bruchzähigkeitsprüfungen. Zugprüfungen messen die Festigkeit und Elastizität eines Materials, indem es bis zum Bruch gedehnt wird. Härteprüfungen messen die Verformungsbeständigkeit unter bestimmten Bedingungen, während Korrosionsprüfungen die Leistung in chemischen Umgebungen bewerten. Die Auswahl des richtigen Tests ist entscheidend; ein Werkstoffprüfbericht dokumentiert die Methoden, Ergebnisse und Schlussfolgerungen. Gut strukturierte Werkstoffprüfberichte und Dokumentationen vereinfachen Qualitätsaudits und behördliche Einreichungen.

Fortgeschrittene Analysen umfassen sowohl Mikroskopie als auch Spektroskopie. Kemet International erklärt, dass die Mikrostrukturanalyse optische Mikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie (REM) zur Darstellung der Oberflächenmorphologie nutzt, während die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) die Struktur auf atomarer Ebene untersucht. Zur Bestimmung der Elementzusammensetzung kommen spektroskopische Techniken wie Röntgenfluoreszenz (RFA), Röntgenbeugung (XRD), Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FT-IR) und energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS) zum Einsatz. So funktionieren einige wichtige Methoden:

• REM & EDS/EDX-Materialanalyse: SEM-Bilder können Merkmale bis zu 500.000-fach vergrössern und in Kombination mit EDS die Elementzusammensetzung bis in den Mikrometerbereich bestimmen. Diese Kombination eignet sich ideal für die Schadensanalyse und die Verbund- und Polymermaterialanalyse, da sie sowohl die Mikrostruktur als auch die chemischen Bestandteile sichtbar macht.

• XRF-Materialanalyse: Die RFA bestimmt die Elementzusammensetzung schnell und zerstörungsfrei. Deringer-Ney weist darauf hin, dass die RFA in der Geologie, im Umweltmanagement, in der Polymertechnik und in der Metallurgie weit verbreitet ist. Das Gerät beschiesst eine Probe mit Röntgenstrahlen, wodurch charakteristische Fluoreszenzphotonen entstehen. Diese Photonen werden detektiert, um Elemente zu identifizieren und zu quantifizieren. Die RFA kann die meisten Elemente über 1 ppm nachweisen und eignet sich daher gut für die Qualitätskontrolle von Rohstoffen.

• XRD-Materialanalyse: Die XRD untersucht Kristallstrukturen, indem sie die Beugung von Röntgenstrahlen durch ein Material misst. Sie ist von unschätzbarem Wert für die Identifizierung von Phasen, die Erkennung von Eigenspannungen und die Untersuchung von Verbundwerkstoffen.

• FTIR & TGA-Materialanalyse: Eurofins EAG erklärt, dass die Kombination aus thermogravimetrischer Analyse (TGA) und FTIR die gleichzeitige Messung des Massenverlusts und die Identifizierung der beim Erhitzen freigesetzten Gase ermöglicht. Das TGA-FTIR-System erfasst den Massenverlust beim Erhitzen einer Probe und identifiziert freigesetzte Moleküle über die FTIR-Zelle mit einer Nachweisempfindlichkeit von bis zu 10–100 ppm. Diese Technik wird zur Polymercharakterisierung, Kontaminationsstudien sowie zur Analyse und Qualität kosmetischer Rohstoffe eingesetzt.

• ICP- und LIBS-Materialanalyse: Die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) ist eine minimal zerstörungsfreie, schnelle Technik, bei der ein Hochenergielaser auf eine Probe fokussiert wird, um ein kleines Plasma zu erzeugen. Beim Abkühlen des Plasmas emittiert jedes Element charakteristisches Licht, das zur Bestimmung der Zusammensetzung detektiert werden kann. LIBS erfordert nur minimale Probenvorbereitung und kann feste, flüssige oder gasförmige Proben analysieren. Es ist tragbar und kann viele Elemente – einschliesslich leichter Elemente – bis in den ppm-Bereich detektieren. Induktiv gekoppeltes Plasma (ICP-OES oder ICP-MS) ergänzt LIBS und RFA durch hochempfindliche quantitative Analysen.

• CT- und Röntgenmaterialanalyse: Die Röntgen-Computertomographie (CT) liefert zerstörungsfreie 3D-Bilder innerer Strukturen. North Star Imaging weist darauf hin, dass die Röntgen-CT-Untersuchung nichtinvasiv und zerstörungsfrei ist und so mehrere Analysen fehlerhafter Teile ermöglicht, ohne weitere Schäden zu verursachen. CT-Bildgebung hilft Ingenieuren, innere Risse, Hohlräume und Einschlüsse zu identifizieren und unterstützt so die Fehleranalyse und Qualitätskontrolle.

Diese Methoden bilden ein leistungsstarkes Toolkit für Materialprüfmethoden & Typen, von der hyperspektralen bildgebenden Materialanalyse über Dichtemessgeräte für die Materialanalyse bis hin zu Materialprüfpistolen zur tragbaren Legierungsidentifizierung. Unser Geräteportfolio umfasst Materialprüfgeräte, Materialanalysespektrometer und Spezialgeräte wie RFA-Materialanalysepistolen.

Software, Automatisierung und Datenmanagement

Mit der zunehmenden Digitalisierung optimiert Materialanalysesoftware die Datenverarbeitung und das Reporting. Programme wie MAUD (Material Analysis Using Diffraction) interpretieren XRD-Muster; andere Pakete verwalten Materialflussanalysesoftware für die Nachhaltigkeit der Lieferkette. Im Bereich Unternehmensfinanzierung unterstützt die Materialpreisanalyse in SAP Beschaffungsteams bei der Kostenverfolgung und der Verwaltung der Materialbilanz- und Varianzanalyse. Die Wertanalyse im Materialmanagement identifiziert kostengünstige Alternativen, während die Materialabweichungsanalyse und die Materiallebenszyklusanalyse die Budgetierung und die Erreichung von ESG-Zielen unterstützen.

Zertifizierungen, Dokumentation und Qualitätssicherung

Hochwertige Labore stellen ein Materialanalysezertifikat zur Verifizierung der Testergebnisse aus. Ein Analysezertifikat (COA) ist ein von einem Hersteller oder Labor ausgestelltes Dokument, das Prüfmethoden und -ergebnisse detailliert beschreibt und bestätigt, dass ein Produkt bestimmte Qualitätsstandards erfüllt. Es enthält in der Regel die Produktidentifikation, Prüfmethoden und -ergebnisse, Spezifikationen sowie eine autorisierte Unterschrift. Ein Konformitätszertifikat (CoC) hingegen bestätigt lediglich, dass ein Material bestimmte Anforderungen erfüllt. Es ist in der Regel nicht unterschrieben, enthält möglicherweise keine Bestellnummern und keine Prüfdaten. Ein COA, das tatsächliche Prüfergebnisse und -methoden enthält, wird von der Prüfstelle unterzeichnet und erfordert oft zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand. Die BACHINDUSTRY AG arbeitet nach ISO-Standards und kann je nach Kundenwunsch CoC- oder CoA-Dokumentation bereitstellen.

Detaillierte Dokumentation ist unerlässlich. Unsere Berichtsvorlagen liefern klare Materialanalyseberichte & Vorlagen und Materialanalysediagramme machen komplexe Daten zugänglich. Wenn Sie Testergebnisse in Unternehmenssysteme integrieren müssen, unterstützen Sie unsere Berater bei der SAP-Materialpreisanalyse und Stücklistenanalyse.

Branchen und Anwendungsfälle

Materialprüfungen sind in vielen Branchen unverzichtbar. Acuren unterstreicht ihre Bedeutung für die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, das Bau- und Infrastrukturwesen, die Fertigungsindustrie, die Öl- und Gasindustrie sowie die Zellstoff- und Papierindustrie. Unsere Dienstleistungen umfassen die Baustoffanalyse (z. B. Beton-, Holz- und Strassenbelagsprüfung), die Verpackungsmaterialanalyse (insbesondere für Lebensmittel- und Pharmaverpackungen), die Analyse und Qualität kosmetischer Rohstoffe, die Analyse von Verbund- und Polymermaterialien sowie die Materialkulturanalyse für die Forschung. Wir unterstützen ausserdem Karrieren in der Materialprüfung durch Schulungen und bieten Zugang zu Büchern und Kursen zur Materialanalyse für die berufliche Weiterbildung.

Für Unternehmen, die Nachhaltigkeit anstreben, identifiziert eine Wesentlichkeitsanalyse die für Stakeholder relevantesten Umwelt-, Sozial- und Governance-Themen (ESG). Im Supply-Chain-Management helfen Analysen von Materialbedarf, -verbrauch und -nutzung, Materialrisikoanalysen und Materialbedarfsanalysen, Lagerbestände auszugleichen und Schwachstellen zu identifizieren.

Warum BACH INDUSTRY AG?

Die BACH INDUSTRY AG bietet ein umfassendes Spektrum an Materialanalyse Dienstleistungen in Zusammenarbeit mit zertifizierten Partnern. Von der Rohstoffanalyse und Baustoffanalyse bis zur Werkstoffprüfung für Industrieprojekte erhalten Sie präzise Ergebnisse und klare Handlungsempfehlungen.

Unsere Partnerlabore sind nach ISO 17025 zertifiziert und beherrschen modernste Verfahren wie REM und EDS/EDX, RFA, XRD, FTIR und TGA, ICP und LIBS sowie CT und Röntgen Analysen. Damit sichern wir höchste Qualität, Rückverfolgbarkeit und zuverlässige Aussagen für Ihre Projekte.

Mit unseren Standorten in der Schweiz, Deutschland, Österreich, Liechtenstein, Belgien und Afrika verbinden wir lokalen Service mit internationaler Expertise.

Egal ob Sie eine einmalige Laboranalyse benötigen, regelmässige Prüfungen im Rahmen Ihrer Qualitätssicherung wünschen oder Ihr Materialmanagement optimieren möchten, die BACH INDUSTRY AG organisiert für Sie die passende Lösung. Wir helfen Ihnen, Kosten zu senken, die Produktqualität zu steigern und regulatorische Vorgaben zuverlässig einzuhalten.

Typische Anwendungsfelder sind Metall- und Kunststoffprüfung, Bau- und Werkstoffanalysen, Elektronik- und Bauteilprüfungen, chemische Zusammensetzungen, Schadensanalysen sowie Serien- und Projektfreigaben.

Die BACH INDUSTRY AG unterstützt Sie bei allen Anforderungen rund um Materialprüfung und Materialanalyse. Kontaktieren Sie uns, um Ihr Projekt zu besprechen oder ein individuelles Angebot zu erhalten.