Kontur und Konturanalyse in der Werkstoffcharakterisierung

In den Materialwissenschaften bezeichnet der Begriff Kontur im Allgemeinen die zweidimensionale Projektion oder Grenzlinie eines dreidimensionalen Objekts oder Feldes. Konturen können reale geometrische Grenzen (z. B. Probenrand, Korngrenzen in Schliffen, Rissfronten) oder isowertige Linien eines skalaren Feldes (z. B. Spannung, Dehnung, Temperatur, Härte) darstellen.

Geometrische Konturen werden typischerweise aus mikroskopischen oder tomographischen Bilddaten extrahiert. Sie dienen zur präzisen Bestimmung von Formparametern, wie Querschnittsfläche, Rundheit, Kantenschärfe oder Schichtdicken. In der Korrosions- und Verschleißforschung erlaubt die Auswertung von Oberflächenkonturen die Quantifizierung von Materialabtrag und Rauheitsänderungen.

Konturen von Feldgrößen beruhen meist auf numerischen Simulationen (z. B. Finite-Elemente-Methode) oder experimentellen Vollfeldmessungen (z. B. digitale Bildkorrelation, Thermografie). Konturlinien gleicher Spannung oder Dehnung sind essenziell für das Verständnis lokaler Beanspruchungen, der Rissentstehung und -ausbreitung sowie der Versagensmechanismen. In der Prozesssimulation (Gießen, Umformen, additive Fertigung) werden Konturplots genutzt, um Gradienten von Temperatur, Phasenanteilen oder Eigenspannungen zu visualisieren.

Die Konturanalyse umfasst Segmentierungsalgorithmen, Glättungsverfahren und metrische Auswertungen (Krümmung, Längen, Flächen). Zentrale Anforderungen sind numerische Stabilität, Auflösungsunabhängigkeit und Rückführbarkeit auf physikalische Größen. Präzise definierte und reproduzierbare Konturen bilden damit eine verbindende Schnittstelle zwischen experimenteller Charakterisierung, Bildverarbeitung und mechanischer bzw. thermischer Simulation.

© 2026