Qualität & Post-Processing W3D-QMS-12 ISO/ASTM 52900 Validiert

ZfP im Metall-3D-Druck: Wirbelstrom- & Phased-Array-Ultraschallprüfung

Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) additiver Metalle: Wirbelstrom (ET) für Oberflächenrisse, Phased-Array-Ultraschall (PAUT) für Schichtbindefehler, Tauchtechnik nach DIN EN ISO 52905.

Stand: 2026-03-24 Lesezeit: 10 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Technische Kernaussagen Normativer Status: Valide

Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP / NDT) ist die unverzichtbare Voraussetzung für den Einsatz 3D-gedruckter Metallbauteile in sicherheitskritischen Bereichen (Luftfahrt, Kerntechnik, Medizintechnik). Während die industrielle Computertomographie (CT) bei dicken, dichten Großbauteilen an physikalische Grenzen stößt, bieten Wirbelstromprüfung (Eddy Current Testing, ET) und Phased-Array-Ultraschall (PAUT) hochsensible Alternativen. Wirbelstromsensoren detektieren oberflächennahe Mikrorisse bis 0.1 mm Tiefe, während Phased-Array-Ultraschallprüfungen Delaminationen und Bindefehler zwischen den Schichten millimetergenau lokalisieren.

  • Wirbelstromprüfung (ET) detektiert feine Oberflächen- und Randschichtrisse ohne Koppelmittel.
  • Phased-Array-Ultraschall (PAUT) erfasst planare Schichtbindefehler (Lack-of-Fusion) winkelunabhängig.
  • Tauchbecken-Ultraschallprüfung (Immersion Testing) meistert komplexe additive Freiformgeometrien.
  • Qualifiziert nach DIN EN ISO 52905 für die Qualitätssicherung in der additiven Serienproduktion.
Fehlerauflösung (ET)
ab 0.1 mm Risslänge
Prüffrequenz (PAUT)
5 bis 15 MHz
Prüftiefe Ultraschall
bis > 500 mm
Zertifizierung
ISO 9712 Stufe 2 / 3

Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich

ISO/ASTM 52900
Prüfverfahren Wirbelstromprüfung (ET) Phased-Array-Ultraschall (PAUT) Röntgen-CT (Computertomographie)
Detektierbare Fehlerart Oberflächen- & Randschichtrisse Innere Bindefehler, Delaminationen Poren, Einschlüsse, Geometrie 3D
Wandstärken-Limit Nur Randschicht (0 bis 3 mm) Sehr hoch (bis über 500 mm) Limitiert durch Bauteildichte (Inconel ~30 mm)
Prüfgeschwindigkeit Sehr schnell (Inline-tauglich) Mittel (Scannergestützt) Langsam (30 - 120 Min.)
Koppelmittel erforderlich Nein (berührungslos) Ja (Wasser oder Gel) Nein (Röntgenstrahlung)
Kosten pro Prüfung Gering Moderat Hoch
01

Wirbelstrom-Sensorik: Phasenverschiebung an Rissflanken

Eine hochfrequente Wechselstromspule induziert kreisförmige Wirbelströme in der leitfähigen Bauteiloberfläche. Trifft der Strom auf einen Riss oder eine Pore, wird der Strompfad abgelenkt. Dies verändert die Spulenimpedanz in der komplexen Ebene. Durch Analyse von Amplitude und Phasenwinkel lässt sich die Risstiefe auf Zehntelmillimeter genau bestimmen – selbst durch dünne Eloxal- oder Lackschichten hindurch.

02

Phased-Array-Ultraschall: Elektronische Strahlfokussierung

Klassischer Ultraschall schallt mit starrem Winkel ein. Phased-Array-Prüfköpfe bestehen aus 32 bis 128 einzeln angesteuerten Piezokeramik-Elementen. Durch zeitverzögerte (phasengesteuerte) Anregung kann der Schallstrahl elektronisch geschwenkt und in beliebigen Tiefen fokussiert werden (Sektor-Scan). Dies erlaubt die zuverlässige Erkennung von schichtparallelen Bindefehlern, die exakt senkrecht zur Bauachse liegen.

03

Herausforderung der akustischen Anisotropie und Streuung

Das stängelkristalline Erstarrungsgefüge additiver Metalle führt zu Schallgeschwindigkeitsunterschieden je nach Einstrahlrichtung (akustische Anisotropie). Zudem streuen grobe Körner die Ultraschallwellen und erzeugen störendes Gefügerauschen. Durch HIP-Behandlung und den Einsatz höherfrequenter Prüfköpfe (10 bis 15 MHz) mit digitaler Filterung (TFM / FMC) wird das Signal-Rausch-Verhältnis drastisch verbessert.

AM Decision Engine: Verfahrens-Matching

Ermitteln Sie in 5 Schritten das technisch und wirtschaftlich passende Metall-3D-Druckverfahren für Ihre Bauteildimensionen, Werkstoffe und Losgrößen.

Technologie-Finder starten

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Welches ZfP-Verfahren eignet sich am besten für WAAM-Bauteile?
Phased-Array-Ultraschall (PAUT) ist der Goldstandard für WAAM, da die Bauteile oft viele Zentimeter dicke Wände besitzen, die von Röntgenstrahlung nicht durchdrungen werden können.
Reicht eine Farbeindringprüfung (PT) nicht aus?
Farbeindringprüfungen (PT nach ISO 3452) erfassen nur zur Oberfläche hin offene Risse. Liegt der Bindefehler 0.2 mm unter der Außenhaut, bleibt er für PT unsichtbar – Wirbelstrom und Ultraschall finden ihn.
Können raue as-built Oberflächen mit Ultraschall geprüft werden?
Hohe Oberflächenrauheiten streuen den Schall stark. Meist wird das Bauteil vor der Ultraschallprüfung überfräst, gleitgeschliffen oder im Tauchbecken mit Wasser-Kopplung geschallt.

Passende additive Fertigungstechnologie oder Anlage finden

Welding3D verbindet technologisches Fachwissen mit industriellen Maschinenlösungen. Nutzen Sie unseren Technologie-Finder zur strukturierten Verfahrensauswahl oder fordern Sie eine gezielte Maschinenvermittlung für dieses Verfahren an.

AM Copilot KI-System

Online und bereit
Transparenzhinweis (EU AI Act): Sie interagieren mit einer generativen Künstlichen Intelligenz. Ergebnisse können ungenau sein. Bitte prüfen Sie alle technischen Parameter vor der Fertigung kritisch. Keine Eingabe sensibler Daten.
Weitere Details im Datenschutz.
Guten Tag! Ich bin der AM Copilot von Welding3D.de. Gerne unterstütze ich Sie bei der Technologieorientierung (PBF, DED, WAAM, Binder Jetting), bei Werkstoff- und Prozessfragen sowie bei der Auswahl passender Metall-3D-Drucksysteme.