Bauteilgeometrie und Formcharakterisierung

Die Form eines Werkstoffkörpers, von Partikeln bis zu komplexen Bauteilen, ist eine zentrale Größe, da sie mechanische, rheologische, thermische und funktionale Eigenschaften wesentlich bestimmt. In der Werkstofftechnik wird zwischen idealisierten geometrischen Formen (z.B. Zylinder, Rohre, Profile) und der realen, oft von Fertigung und Deformation geprägten Bauteilgeometrie unterschieden.

Für lineare Halbzeuge wie Rohre und Profile umfasst die Formbeschreibung Querschnittsgeometrie, Wanddickenverlauf, Krümmung und Toleranzen. Abweichungen hiervon beeinflussen Tragfähigkeit, Kerbwirkung, Fügequalität und Strömungsverhalten. Die Formkontrolle erfolgt mittels taktiler und optischer Messtechnik, Profilometern, Computertomographie oder In‑line-Laserscannern, häufig gekoppelt mit statistischer Prozessregelung.

Bei Pulvern und Granulaten ist die Partikelrundheit ein spezieller Formparameter, der Fließverhalten, Packungsdichte, Sinterkinetik und Abrasivität steuert. Sie wird über Bildanalyse (2D) oder 3D-Tomographie durch metrische Größen wie Rundheitsfaktoren, Aspektverhältnisse oder Sphärizität quantifiziert.

In der numerischen Simulation (FEM, CFD, DEM) wird die Form durch CAD-Modelle beziehungsweise idealisierte Partikelgeometrien abgebildet. Die präzise Formcharakterisierung bildet dabei die Schnittstelle zwischen realem Werkstoff, Fertigungsprozess und virtueller Auslegung, und ist Voraussetzung für belastbare Struktur- und Lebensdauervorhersagen.

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