Kanten und Kantenbereiche in Werkstoffen

In der Werkstofftechnik bezeichnet der Begriff Kante (edge) den Übergangsbereich zwischen zwei Flächen eines festen Körpers, der durch eine lokal erhöhte Krümmung und oft durch eine ausgeprägte Geometrie- und Eigenschaftsänderung charakterisiert ist. Kanten besitzen aufgrund der Geometriekonzentration und der begrenzten Randschärfe eine besondere technische Relevanz für mechanisches, tribologisches, chemisches und funktionales Verhalten.

Mechanisch wirken Kanten als bevorzugte Orte für Spannungsüberhöhungen. Scharfe Kanten (hohe Randschärfe, kleiner Rundungsradius) führen zu erhöhten lokalen Spannungsspitzen und begünstigen Rissinitiierung, insbesondere unter zyklischer Belastung (Ermüdung) und in spröden Werkstoffen. Daher werden in Konstruktion und Fertigung häufig definierte Kantenradien oder Fasen vorgesehen, um die Spannungskonzentration zu reduzieren.

Der Randbereich einer Kante umfasst die Zone, in der durch Fertigungsprozesse (Fräsen, Schleifen, Erodieren, Laserbearbeitung) Gefüge- und Eigenspannungszustände sowie Oberflächentopographie lokal verändert sind. Dieser Bereich kann Kaltverfestigung, Gefügeumwandlungen, Randentkohlung oder thermische Schädigung aufweisen und beeinflusst Verschleiß, Korrosion und Haftung von Beschichtungen.

In der Funktionsoberflächentechnik sind definierte Kanten und Kantenmodifikationen (z.B. Verrundungen bei Schneidkanten, Mikrofasen in Lagerstellen) ein gezieltes Gestaltungselement zur Einstellung von Kontaktmechanik, Schmierfilmstabilität und Strömungsverhalten. Die exakte Charakterisierung von Kantenform, -radius und -qualität erfolgt mittels optischer und taktiler Messtechnik sowie geeigneter Geometriekennwerte.

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