aiMOOC

Praktische Prüfungsaufträge planen und auswerten - Werkstoffprüfer

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Einleitung

Wie wird aus einer Prüfanforderung ein nachvollziehbarer Prüfbericht? In diesem aiMOOC planst Du selbst entworfene, berufstypische Prüfungsaufträge, wählst geeignete Verfahren, wertest synthetische Messdaten aus und begründest eine Entscheidung. Der Schwerpunkt liegt auf Werkstoffprüfung, Qualitätssicherung und Prüfungsvorbereitung für Auszubildende im Beruf Werkstoffprüfer. Du übst fachlich fundierte Entscheidungen, nicht die ungeregelte Bedienung realer Anlagen. Alle Zahlen und Prüfaufträge in den Übungen sind erfunden. Praktische Maschinen-, Elektro-, Gefahrstoff-, Strahlen- und Gesundheitsarbeiten erfolgen ausschließlich mit qualifizierter Anleitung, Freigaben und den jeweils geltenden Schutzmaßnahmen.

Ausbildungsordnung und zulässige Prüfungsaufträge

Ausbildungsberuf und Prüfungsstruktur

Die am 1. August 2013 in Kraft getretene Ausbildungsordnung zum Werkstoffprüfer und zur Werkstoffprüferin, geändert 2014, ist nach dem derzeit ausgewiesenen Rechtsstand maßgebliche Grundlage. Die reguläre Ausbildungsdauer beträgt 42 Monate. Vier Fachrichtungen sind vorgesehen: Metalltechnik, Kunststofftechnik, Wärmebehandlungstechnik und Systemtechnik. Prüfe für Deinen individuellen Ausbildungsbeginn, Vertrag, Fachrichtung und die zuständige Stelle, welche Rechts- und Prüfungsregelung auf Dich angewandt wird. Maßgebend sind die aktuellen Dokumente und Mitteilungen der zuständigen Stelle, nicht die Beispielaufgaben dieses Kurses.

Die Abschlussprüfung besteht aus Teil 1 und Teil 2 zu verschiedenen Zeitpunkten. Die Verordnung nennt für Teil 1 insbesondere den Prüfungsbereich „Prüfverfahren“ mit einer Arbeitsaufgabe, einem situativen Fachgespräch und schriftlich zu bearbeitenden Aufgaben. Teil 2 ist fachrichtungsspezifisch aufgebaut. Ein praktischer Prüfauftrag ist ein zusammenhängender beruflicher Arbeitsprozess, in dem Du Auftrag und Randbedingungen klärst, planst, kontrolliert arbeitest, dokumentierst, Messergebnisse beurteilst und sie begründen kannst. In den folgenden Übungen bearbeiten wir bewusst nur ungefährliche Papier-, Daten- und Plansimulationen.

BIBB: Berufsprofil Fachrichtung Metalltechnik · WerkstoffPrAusbV: konsolidierter Verordnungstext.

Prüfvariante 1 und Prüfvariante 2 unterscheiden

Die einschlägigen Regelungen für Teil 2 nennen in den praktischen Prüfungsbereichen zwei Alternativen. Prüfvariante 1 ist ein betrieblicher Auftrag mit praxisbezogener Dokumentation und auftragsbezogenem Fachgespräch. Die Aufgabenstellung einschließlich des geplanten Bearbeitungszeitraums ist dabei vor Durchführung dem Prüfungsausschuss zur Genehmigung vorzulegen. Prüfvariante 2 sieht ein einem betrieblichen Auftrag entsprechendes Prüfungsprodukt mit praxisbezogenen Unterlagen und auftragsbezogenem Fachgespräch vor. Die Ausbildungsordnung regelt die Auswahl der Variante durch den Ausbildungsbetrieb und die Mitteilung bei der Prüfungsanmeldung. Ausbildungsbetrieb, Kammer und Prüfungsausschuss sind daher vor der Planung einzubeziehen.

Die rechtlichen Vorgaben unterscheiden sich je nach Fachrichtung und Prüfungsbereich. Übertrage weder Prüfungszeiten noch Gewichtungen oder konkrete Arbeitsaufträge aus einer anderen Fachrichtung. Dieser Kurs enthält absichtlich keine pauschalen Prüfungszeiten, keine verbindlichen Gewichtungen und keine Originalprüfungsaufgaben.

Fachrichtung	Beispielhafter Schwerpunkt der fachrichtungsspezifischen Planung	Maßgeblicher Verordnungsbereich
Metalltechnik	Werkstoff- und Produktprüfung, metallografische Untersuchung, mechanische Kennwerte	§§ 6–9
Kunststofftechnik	Prüfungen polymerer Werkstoffe, Eigenschaften und Schadensanalyse	§§ 10–13
Wärmebehandlungstechnik	Wärmebehandlungsprozesse, resultierende Eigenschaften und Schadensanalyse	§§ 14–17
Systemtechnik	Zerstörungsfreie Prüfprozesse, Prüfanweisungen und technische Systeme	§§ 18–21

Die vier Schwerpunkte sind eine didaktische Orientierung, nicht die vollständige Aufzählung der Prüfungsbereiche. Die exakte verbindliche Aufgabenform und das zulässige Verfahren werden anhand des einschlägigen Paragrafen und der zuständigen Stelle überprüft.

Kompetenzziel und sichere Abgrenzung

Erfolgreiche Prüfungsvorbereitung zeigt sich darin, dass Du die Prüffrage konkret formulierst, geeignete Nachweise statt bloßer Tätigkeiten planst und Ergebnisse gegen vorab festgelegte Kriterien bewertest. Das zentrale Prinzip heißt Planen – Durchführen – Kontrollieren. Ein Prüfbericht dokumentiert eine begründete Aussage über die geprüften Proben; er ist keine automatische Freigabe für eine reale Maschine oder ein sicherheitskritisches Produkt.

Einen Prüfauftrag systematisch planen

Auftragsklärung: aus Wünschen überprüfbare Kriterien machen

Beginne mit sechs Fragen: Was soll bewertet werden? Woran ist es eindeutig zu identifizieren? Warum wird geprüft? Womit ist die Fragestellung beantwortbar? Wer ist zuständig und qualifiziert? Welche Abnahmekriterien sind gültig? Trenne Werkstoffsorte, Losnummer, Probenkennzeichnung, Prüfziel, Normbezug, Kundenvorgabe, Prüfumfang und Ergebnisverwendung.

Beispiel einer prüfbaren Aussage: „Für drei synthetisch beschriebene Metallproben aus Modelllos M-26 wird anhand dokumentierter Zugversuch-Daten geprüft, ob die frei erfundene Lernanforderung einer Zugfestigkeit zwischen 490 und 520 MPa und einer Bruchdehnung von mindestens 20 Prozent erfüllt ist.“ Schlechter wäre: „Ist das Metall gut?“ – denn weder Messgröße noch Grenzwert und Stichprobenumfang sind definiert.

Prüfplan als Entscheidungstabelle

Planungsschritt	Leitfrage	Dokumentierbarer Nachweis	Typischer Fehler
Auftrag	Welche Messgröße und welche Aussage werden benötigt?	Freigegebene Aufgabenbeschreibung	Nicht messbare Zielaussage
Probe	Ist die Identität und Auswahl nachvollziehbar?	Probenliste, Entnahmeplan	Vertauschte oder nicht repräsentative Probe
Verfahren	Passt die Methode zu Werkstoff, Geometrie und Prüfziel?	Verfahren mit Geltungsbereich	Ungeeignete Normversion
Prüfmittel	Ist die Eignung und Überwachung dokumentiert?	Prüfmittel-ID, gültiger Nachweis	Abgelaufene Kontrolle
Schutz	Welche Risiken und Zuständigkeiten bestehen?	Gefährdungsbeurteilung und Anleitungsstatus	Ungenehmigter Versuch
Auswertung	Welche Rechenwege und Grenzen gelten?	Auswerteblatt mit Einheiten	Grenzwert erst nach Messung festgelegt
Ergebnis	Wer prüft Plausibilität und berät über Maßnahmen?	Prüfbericht, Abweichung und Rückfrage	Unbegründete Freigabe

Ablaufschema: Auftrag klären → Probenidentität sichern → Prüfumfang und Kriterien festlegen → Verfahren und Ressourcen wählen → sichere, angeleitete Durchführung oder Datensimulation → Rohdaten sichern → rechnen und plausibilisieren → entscheiden → dokumentieren → fachlich kommunizieren. Eine Schleife zurück zur Auftragsklärung ist erforderlich, wenn Daten fehlen oder die Prüfaufgabe nicht eindeutig ist.

Ressourcen, Qualität und Zeitplanung

Berücksichtige bei der reinen Modellplanung Prüfpersonal und Qualifikationsnachweise, verfügbare Prüfmuster, Prüfmittel, Kalibrier- und Kontrollstatus, Prüfsoftware, dokumentierte Verfahrensanweisungen, Zeitpuffer, Ersatzverfahren und Entsorgungskonzepte. Schätze Ressourcen getrennt nach Vorbereitung, Auswertung und Dokumentation. Wähle unter fachlich gleichwertigen Lösungen einen ressourcenschonenden Weg, ohne Anforderungen an Sicherheit oder Aussagefähigkeit herabzusetzen.

Die Messkette führt von der Probe über Prüfmittel und Messwert zur Entscheidung. Rückführbarkeit bedeutet eine dokumentierte, ununterbrochene Kette von Kalibrierungen zu geeigneten Referenzen mit zugehörigen Unsicherheiten; eine bloße Aufschrift „kalibriert“ beweist sie nicht. Eine Prüfmittelkennzeichnung ermöglicht die Zuordnung, ersetzt aber keine Eignungsprüfung.

Beispiel eines Rockwell-Härteprüfgeräts; die Abbildung ist keine Bedienanweisung. Quelle und Lizenz im Mediennachweis.

Berufstypische Verfahren fachgerecht auswählen

Zerstörende mechanisch-technologische Prüfung

Beim Zugversuch wird eine Probe einer steigenden Zugbelastung ausgesetzt. Gemessen werden Kraft und Verlängerung; unter festgelegten Bedingungen können daraus unter anderem Zugfestigkeit, Dehnung und weitere Kenngrößen abgeleitet werden. Der Anfangsquerschnitt ist für die technische Spannung entscheidend. Prüfkörperform, Probenorientierung, Prüfgeschwindigkeit und der einschlägige Normtext beeinflussen die Vergleichbarkeit. Eine typische Bezugsvorschrift für metallische Zugversuche bei Raumtemperatur ist DIN EN ISO 6892-1; nutze die tatsächlich anzuwendende Ausgabe.

Die technische Spannung wird aus Kraft geteilt durch den ursprünglichen Probenquerschnitt berechnet. Die technische Dehnung bezieht sich auf die Anfangsmesslänge. Die Messlänge nach Bruch ist für die Bruchdehnung nach dem dafür vorgesehenen Verfahren zu bestimmen. Die hier verwendeten Lernzahlen ersetzen keine normgerechte Probe oder Messung.

Schema zum Zugversuch, Wikimedia Commons. Prüfe die dargestellten Bezeichnungen gegen Deinen Prüfplan.

Generische technische Spannungs-Dehnungs-Kurve; die Darstellung ist modellhaft, nicht für jeden Werkstoffverlauf gültig.

Beispiel eines spröde gebrochenen Gusseisen-Prüfkörpers. Aus der Bruchansicht allein darf keine Normkonformität abgeleitet werden.

Fachvideo (deutsch): Zugversuch – Grundlagen, ingenieurkurse.

Härteprüfung, Metallografie und Gefüge

Härteprüfungen ermitteln den Widerstand gegenüber einem Prüfkörpereindruck. Bei Vickers werden die Diagonalen eines Eindrucks ausgewertet; Rockwell verwendet die bleibende Eindringtiefe im jeweiligen Verfahren. Verwechsle die Härteskalen nicht: HV und HRC sind nicht ohne geeignete, normgestützte Umrechnung gleichzusetzen. Oberfläche, Randabstand, Probendicke und Prüfbedingungen müssen passen.

Schematische Darstellung der Vickers-Prüfung (CC0). Die visuelle Erklärung ersetzt keine verbindliche Prüfanweisung.

Fachvideo (englisch): Vickers hardness test simply explained, tec-science.

Bei der Metallografie werden geeignete Präparate und Gefügebilder beurteilt. Ein sorgfältiger Schliff kann Unterschiede zwischen Phasen, Kornformen oder Fehlerbildern sichtbar machen. Präparationsartefakte dürfen nicht mit echten Werkstofffehlern verwechselt werden. Schleif-, Polier- und Ätzarbeiten gehören wegen rotierender Maschinen und möglicher Gefahrstoffe ausschließlich in qualifiziert angeleitete Praxis; hier erfolgt nur Bild- und Datenauswertung.

Foto einer metallografischen Probenpräparation; nur als Anschauungsmaterial.

Beispiel einer metallografischen Gefügeaufnahme einer Kupferlegierung; interpretiere das Bild nur mit Maßstab und Präparationsangaben.

Zerstörungsfreie Prüfung und Fachrichtungsbezug

Bei zerstörungsfreien Verfahren wird das Prüfobjekt bei sachgerechter Anwendung nicht unbrauchbar gemacht. Ultraschallprüfung analysiert Schalllaufzeiten und Echos, Sichtprüfung sichtbare Merkmale, Magnetpulverprüfung oberflächennahe Anzeigen in geeigneten ferromagnetischen Werkstoffen. Verfahren, Empfindlichkeit, Oberflächenzustand und Qualifikation begrenzen die Aussage. Eine fehlende Anzeige beweist nicht pauschal Fehlerfreiheit. Durchstrahlung, Magnetisierung, Chemikalien, Ultraschallsysteme und elektrische Anlagen dürfen nicht aufgrund dieses Kurses selbstständig betrieben werden.

Ein älteres Ultraschallprüfgerät mit Anzeige; die Fotoansicht ersetzt weder Kalibrierung noch befugte Interpretation.

Kunststoffprobe im Zugversuch. Werkstoffverhalten und geeignete Prüfbedingungen unterscheiden sich gegenüber Metallproben.

Fachrichtung	Passende Modellaufgabe	Fachlich besonders wichtig
Metalltechnik	Synthetische Zugdaten eines Loses auswerten	Probengeometrie, Kennwerte, Gefüge und Fehleranalyse
Kunststofftechnik	Synthetische Spannungs-Dehnungs-Daten vergleichen	Konditionierung, Temperatur und viskoelastischer Einfluss
Wärmebehandlungstechnik	Fiktive Härtewerte verschiedener Zustände vergleichen	Prozessparameter, Gefüge und Soll-Ist-Abgleich
Systemtechnik	Erfundenes Echo-Protokoll auf Plausibilität prüfen	Prüfanweisung, Prüfbereich, Personalqualifikation und Anzeigeauswertung

Wahlregel: Ein geeignetes Prüfverfahren liefert die verlangte Aussage mit begrenzter Unsicherheit und nachvollziehbaren Bedingungen. Das scheinbar schnellste Verfahren ist nicht automatisch das richtige.

Durchgerechneter berufstypischer Modellfall

Auftrag, Ressourcen und Qualitätskriterien

Modellfall M-26 – Metalltechnik, reine Datensimulation. Ein ausgedachtes Prüfteam soll für ein fiktives Blechlos drei vorbereitete Proben anhand bereitgestellter Kraft- und Längendaten bewerten. Es werden keine realen Proben eingespannt, keine Maschinen gestartet und keine Material- oder Maschinenfreigaben erteilt.

Gegebene, vollständig synthetische Kriterien: ursprünglicher rechteckiger Querschnitt 10 mm × 5 mm, Anfangsmesslänge L0 = 50 mm; fiktives Akzeptanzfenster für Rm von 490 bis 520 MPa einschließlich und Mindestbruchdehnung A = 20 Prozent. Alle drei Proben müssen beide Modellkriterien erfüllen. Diese Grenzen sind eine frei erfundene Arbeitsanweisung, keine Norm- oder Kundenspezifikation. Ressourcen: Datentabelle, Taschenrechner, fiktives Prüfmittelverzeichnis, leeres Berichtsformular und Dokumentation der Probenzuordnung.

Plan: Probenidentität prüfen, Ausgangsquerschnitt berechnen, Datenübertragung auf Einheitenfehler kontrollieren, Rm und A pro Probe bestimmen, Vorgaben vergleichen, Auffälligkeiten nennen und nur ein modellhaftes Prüfurteil abgeben. Die tatsächliche Probevorbereitung, die Eignung einer Prüfmaschine und reale Sicherheitsfreigaben liegen außerhalb des Lernauftrags.

Messdaten und Rechenwege

Fiktive Probe	Anfangsbreite b0	Anfangsdicke a0	Maximalkraft Fmax	L0	Messlänge nach Bruch Lu
M-26-A	10 mm	5 mm	25,0 kN	50 mm	62,5 mm
M-26-B	10 mm	5 mm	25,5 kN	50 mm	61,5 mm
M-26-C	10 mm	5 mm	24,8 kN	50 mm	63,0 mm

Schritt 1 – Anfangsfläche: S0 = b0 × a0 = 10 mm × 5 mm = 50 mm². Für diesen fiktiven rechteckigen Querschnitt ist die Rechnung erlaubt; andere Querschnittsformen erfordern ihre passende Flächenformel.

Schritt 2 – Zugfestigkeit: Rm = Fmax / S0. Vorher Kraft umrechnen: 25,0 kN = 25 000 N. Da 1 N/mm² = 1 MPa, ergibt sich für A: 25 000 N / 50 mm² = 500 MPa. Für B: 25 500 / 50 = 510 MPa; für C: 24 800 / 50 = 496 MPa. Ein typischer Fehler ist, kN ungeprüft in eine Formel mit N und mm² einzusetzen: Das erzeugt einen Faktor-1000-Fehler.

Schritt 3 – Bruchdehnung: A = (Lu − L0) / L0 × 100 Prozent. Für A: (62,5 − 50) / 50 × 100 = 25 Prozent. Für B: (61,5 − 50) / 50 × 100 = 23 Prozent. Für C: (63,0 − 50) / 50 × 100 = 26 Prozent. Auch hier sind Bezugs-Messlänge und passende Probenbehandlung entscheidend; es sind didaktische Zahlen, keine normgerechten Versuchsprotokolle.

Probe	Rm	A	Gegen fiktive Lernkriterien
M-26-A	500 MPa	25 %	Beide erfüllt
M-26-B	510 MPa	23 %	Beide erfüllt
M-26-C	496 MPa	26 %	Beide erfüllt

Schritt 4 – Plausibilität und Streuung: Mittelwert von Rm = (500 + 510 + 496) / 3 = 502 MPa. Spannweite = 510 − 496 = 14 MPa. Die Stichproben-Standardabweichung beträgt näherungsweise 7,21 MPa. Die Streuung verlangt Aufmerksamkeit, ist aber ohne weitere, vorab definierte Kriterien allein kein Ablehnungsgrund. Prüfe zusätzlich mögliche Zuordnungs-, Ablese- und Einheitenfehler.

Schritt 5 – Modellentscheidung: Die drei fiktiven Proben erfüllen die beiden fiktiven Lernkriterien. Das Modellurteil lautet: Kriterien für diese simulierte Dreier-Stichprobe erfüllt. Daraus folgt weder die Eignung des gesamten realen Loses noch eine Betriebs-, Produkt- oder Maschinenfreigabe. Stichprobenplan, Messunsicherheiten, gültige Norm, tatsächliche Probenahme und formale Entscheidungskompetenz müssten real gesondert geprüft werden.

Prüfbericht und Bewertungsraster

Ein nachvollziehbarer Modellbericht enthält Titel und Zweck, fiktive Auftragsnummer, Prüfkörperkennzeichen, Referenzregel, Geltungsbereich, Proben- und Methodenbeschreibung, ursprüngliche Daten mit Einheiten, Rechenschritte, Qualitäts- und Sicherheitsgrenzen, Übersicht der Ergebnisse, Abweichungen, sachliche Interpretation und einen deutlich als Simulation gekennzeichneten Abschlussvermerk. Ein prüfbares Fachgespräch erklärt warum die Methode passt und was die Daten gerade nicht beweisen.

Bewertungsbereich	Volle Punktzahl	Woran Qualität erkennbar ist
Auftragsklärung und Kriterien	15	Kennwerte, Identität, fiktive Grenzen und Prüfziel sind eindeutig
Methodenauswahl und Plan	15	Verfahren, Ressourcen, Reihenfolge und Zuständigkeiten sind begründet
Sicherheits- und Normabgrenzung	15	Keine unbefugte Praxis; echte Freigaben und Normgeltung werden nicht vorgetäuscht
Messdaten und Berechnungen	20	Einheiten, Formeln, Ergebnisse und Plausibilität sind korrekt
Dokumentation und Rückverfolgbarkeit	15	Jede Probe ist eindeutig zuordenbar; Rohwerte bleiben erkennbar
Interpretation und Grenzen	10	Fiktive Annahmekriterien werden korrekt angewandt und Grenzen benannt
Fachgespräch und Reflexion	10	Alternativen, Unsicherheiten und Fehlerquellen werden begründet erläutert
Gesamt	100	Didaktisches Übungsraster, keine amtliche Kammerbewertung

Musterbewertung: Sind alle sieben Bereiche vollständig erfüllt, ergeben sich 100 von 100 Übungspunkten. Fehlt etwa die dokumentierte Zuordnung einer Probe, können im Bereich Rückverfolgbarkeit begründet Punkte entfallen; die numerisch richtige Zugfestigkeit allein beseitigt diesen Fehler nicht.

Fehleranalyse, Dokumentation und Fachgespräch

Fehlerquellen früh erkennen und systematisch bearbeiten

Unterscheide systematische Einflüsse (z. B. falsch hinterlegte Querschnittsfläche, ungeeignete Bezugsvorschrift, fehlerhaftes Prüfmittel) und zufällige Streuung (Schwankungen einzelner Ergebnisse). Eine falsche Einheit kann viele Werte gleichermaßen verfälschen. Eine vertauschte Proben-ID zerstört die Aussage über ein Los, auch wenn die Zahlen plausibel erscheinen. Bei Auffälligkeiten gehören Rohdaten-Erhalt, Abweichungsbeschreibung, Ursachenhypothese, Rücksprache und dokumentierte Korrektur zum fachgerechten Vorgehen.

Feststellung	Denkbare Ursache	Richtige Reaktion im Modell
25,0 kN wird als 25,0 N berechnet	Fehlende Umrechnung	Rechnung mit Rohwerten und Einheiten neu prüfen
Unbekannte Probe taucht in der Tabelle auf	Zuordnungslücke	Urteil aussetzen und Identität klären
Wert liegt knapp am Grenzwert	Streuung und Unsicherheit	Entscheidungsregel und Messunsicherheit prüfen
Mikroskopbild zeigt Kratzer	Möglicher Präparationsartefakt	Mehr Informationen und Vergleichsbild anfordern
ZfP-Anzeige fehlt	Möglicherweise mangelnde Empfindlichkeit oder fehlende Abdeckung	Aussagegrenzen prüfen, nicht pauschal „fehlerfrei“ behaupten

Prüfprotokoll und Ergebnispräsentation

Ein gutes Protokoll trennt Beobachtung, Rechnung, Bewertung und Maßnahme. Verwende bei jeder Größe die Einheit, nenne eine für den Zweck sinnvolle Stellenzahl und verschweige fehlende Daten nicht. Zeige bei Diagrammen Achsenbeschriftung, Einheit und Datenursprung. Die zusammengefasste Aussage lautet nicht „Alles in Ordnung“, sondern beispielsweise „Drei modellhafte Proben erfüllen unter den ausdrücklich genannten Lernannahmen die beiden Modellgrenzen“.

Bereite ein fünfminütiges Übungs-Fachgespräch vor. Beantworte darin: Warum hast Du die Proben und Prüfmethoden ausgewählt? Welche Anforderungen stammen aus der Ordnung, welche sind frei erfunden? Welche Messung ist am anfälligsten für Übertragungsfehler? Wie würdest Du eine Grenzwertverletzung dokumentieren? Welche alternativen Prüfschritte wäre vor einer tatsächlichen Produktentscheidung sinnvoll? Jede Antwort sollte sich auf konkrete Tabellenwerte oder überprüfte Quellen stützen.

Selbstkontrolle vor Abgabe

Prüfe die folgende Abgabekette: Auftrag vollständig? – Probe eindeutig? – Verfahren passend? – Schutz und Befugnisse geklärt? – Rohdaten gesichert? – Einheiten und Rechnung richtig? – Entscheidungsregel zuvor festgelegt? – Ergebnis mit Einschränkungen nachvollziehbar? Setze bei ungeklärten Punkten eine Nachforderung statt einer voreiligen „Freigabe“ an. Dieses Verhalten zeigt berufliche Kompetenz und Qualitätsbewusstsein.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Aussage beschreibt den zulässigen Umgang mit Prüfvariante 1 im praktischen Teil 2 besonders treffend? (Der betriebliche Auftrag wird vor seiner Durchführung dem Prüfungsausschuss zur Genehmigung vorgelegt) (!Eine eigene Idee darf ohne Bezug zur Ausbildungsordnung als amtlicher Auftrag gelten) (!Die Variante wird erst nach Abschluss der praktischen Prüfung festgelegt) (!Der Auszubildende darf jede andere Fachrichtung als rechtliche Grundlage wählen)

Rückmeldung: Bei Variante 1 ist die vorherige Genehmigung der Aufgabenstellung einschließlich des geplanten Bearbeitungszeitraums wesentlich. Die Ausbildungsordnung und zuständige Stelle sind verbindlich.

Welche Kombination gehört zu einem überprüfbaren Prüfauftrag? (Messgröße, Probenidentität, Methode und vorab festgelegte Akzeptanzkriterien) (!Nur ein allgemeines Qualitätsgefühl ohne Messgröße) (!Nur ein möglichst kurzer Zeitplan ohne Prüfziel) (!Nur die persönliche Vermutung über den Werkstoff)

Rückmeldung: Ohne prüfbare Messgröße und Entscheidungskriterien kann eine Aussage nicht reproduzierbar beurteilt werden.

Welchen Anfangsquerschnitt besitzt eine rechteckige Probe mit 10 mm Breite und 5 mm Dicke? (50 Quadratmillimeter) (!15 Quadratmillimeter) (!100 Quadratmillimeter) (!500 Quadratmillimeter)

Rückmeldung: Beim Rechteck multiplizierst Du Breite und Dicke. Es gilt 10 mal 5 gleich 50 Quadratmillimeter.

Welche Zugfestigkeit ergibt sich bei 25000 N Maximalkraft und 50 Quadratmillimetern Anfangsfläche? (500 MPa) (!50 MPa) (!5 MPa) (!5000 MPa)

Rückmeldung: Rm ist Kraft geteilt durch ursprüngliche Fläche. 25000 N durch 50 Quadratmillimeter ergeben 500 N pro Quadratmillimeter beziehungsweise 500 MPa.

Welche Bruchdehnung folgt aus 50 mm Anfangsmesslänge und 62,5 mm Messlänge nach Bruch? (25 Prozent) (!12,5 Prozent) (!20 Prozent) (!125 Prozent)

Rückmeldung: Die Längenzunahme beträgt 12,5 mm. Bezogen auf 50 mm ergibt das 0,25 beziehungsweise 25 Prozent.

Woran erkennst Du einen besonders riskanten Datenübertragungsfehler? (Eine Kraft in Kilonewton wird ohne Umrechnung als Newton verwendet) (!Die Proben werden mit eindeutigen Kennzeichen versehen) (!Der Prüfbericht enthält Rohdaten und Einheiten) (!Die Modellgrenzwerte stehen vor der Berechnung fest)

Rückmeldung: Kilonewton unterscheiden sich um den Faktor 1000 von Newton. Ohne Einheitenkontrolle wird ein rechnerisch scheinbar präzises, aber falsches Ergebnis erzeugt.

Was unterscheidet eine ZfP-Anzeige von einer sicheren Aussage über Fehlerfreiheit? (Die Aussagekraft hängt von Verfahren, Prüfbereich, Empfindlichkeit und Personalqualifikation ab) (!Das Fehlen jeder Anzeige beweist immer vollständige Fehlerfreiheit) (!Zerstörungsfreie Prüfung benötigt grundsätzlich keinen dokumentierten Prüfplan) (!Eine ZfP-Anzeige genügt stets ohne Bewertung für jede Freigabe)

Rückmeldung: Ein negatives Prüfergebnis ist nur innerhalb des nachgewiesenen Prüfbereichs und der verfahrensbedingten Nachweisgrenzen interpretierbar.

Welche Aussage zur Härteprüfung ist sachgerecht? (Vickers und Rockwell besitzen unterschiedliche Messprinzipien und Skalen) (!Alle Härteskalen liefern stets dieselbe Zahl) (!Vickers kann ohne prüfbare Bedingungen auf jede Probe angewendet werden) (!Die Härte allein bestimmt die genaue Zugfestigkeit jedes Kunststoffs)

Rückmeldung: Die Verfahren beziehen sich auf unterschiedliche Messprinzipien. Vergleiche nur normgerecht bestimmte Werte und verwende keine ungeprüfte Umrechnung.

Was folgt aus drei passenden Werten in einer rein synthetischen Dreier-Stichprobe? (Nur die vorgegebenen Lernkriterien sind in dieser Simulation für diese Proben erfüllt) (!Das reale Gesamtlos ist ohne weitere Nachweise uneingeschränkt freigegeben) (!Eine echte Prüfmaschine darf nun ohne Erlaubnis verwendet werden) (!Eine schriftliche Dokumentation ist nicht mehr erforderlich)

Rückmeldung: Die Interpretation bleibt auf die Daten und erfundenen Kriterien begrenzt. Repräsentativität und reale Freigaberechte wurden nicht nachgewiesen.

Wie handelst Du bei einer ungeklärten Probenkennzeichnung fachgerecht? (Die Zuordnung klären und das Prüfurteil bis dahin zurückstellen) (!Die fehlende Kennzeichnung mit einem geratenen Wert ersetzen) (!Ein Ergebnis der Nachbarprobe unbemerkt kopieren) (!Die Unsicherheit weglassen und den Prüfbericht abschließen)

Rückmeldung: Ohne eindeutige Rückverfolgbarkeit lässt sich ein Messwert nicht zuverlässig einer Probe und damit einem Auftrag zuordnen.

Memory

Ordne jeden Begriff genau einer Erklärung zu.

Prüfauftrag	Eindeutig abgegrenzte berufliche Aufgabe mit nachprüfbarem Prüfziel
Probenidentität	Nachvollziehbare Zuordnung des Messwerts zu einer bestimmten Probe
Zugfestigkeit	Größte technische Spannung aus Maximalkraft und Anfangsquerschnitt
Kalibrierung	Ermittlung der Beziehung zwischen Anzeige und Referenz unter festgelegten Bedingungen
Akzeptanzkriterium	Vorab festgelegte Bedingung für ein Prüfurteil
Plausibilitätskontrolle	Prüfung auf nachvollziehbare Einheiten, Größenordnungen und Widersprüche

Drag-and-drop

Ordne die Arbeitsschritte ihrem fachlichen Ziel zu.

Passender Arbeitsschritt	Fachliches Ziel
Auftrag klären	Prüfziel und Geltungsbereich eindeutig festhalten
Proben kennzeichnen	Messwerte einer identifizierbaren Probe zuordnen
Prüfmittelstatus prüfen	Eignung und Überwachung des vorgesehenen Messmittels beurteilen
Rohdaten plausibilisieren	Einheiten- und Übertragungsfehler vor Bewertung finden
Prüfbericht verfassen	Vorgehen, Ergebnisse und Aussagegrenzen nachvollziehbar dokumentieren

Kreuzworträtsel

Ermittle die sechs Fachwörter anhand der Hinweise.

Probenahme	Wie heißt die zielgerichtete Entnahme von Prüfmustern aus einem Los?
Zugversuch	Welcher Versuch ermittelt mechanische Kennwerte durch Zugbelastung?
Härtewert	Wie heißt das numerische Ergebnis einer Härtemessung?
Prüfmittel	Wie heißt eine Einrichtung zum Messen oder Prüfen?
Stichprobe	Wie heißt die Teilmenge der betrachteten Grundgesamtheit?
Messunsicherheit	Wie heißt der dem Messwert zugeordnete Parameter der Werteunsicherheit?

LearningApps

Vertiefe die Begriffe mit thematisch passenden Lernanwendungen. Der Link zeigt eine externe Suche und ist keine im Kurs neu angelegte App.

Lückentext

Vor jeder Modellprüfung wird das

eindeutig beschrieben.

Die eindeutige Kennzeichnung jeder Probe sichert die

.

Die Ausgangsfläche bei einer rechteckigen Probe ist das Produkt aus Breite und

.

Für die technische Zugfestigkeit teilst Du die Maximalkraft durch den

.

Die Kraft von einem Kilonewton entspricht

Newton.

Eine Spannung von einem Newton je Quadratmillimeter entspricht einem

.

Die prozentuale Verlängerung bezogen auf die Anfangsmesslänge wird als

bezeichnet.

Vor einer Entscheidung müssen die Messwerte auf

geprüft werden.

Kriterien für ein Prüfurteil sind vor der Datenanalyse

.

Ein nur auf erfundenen Werten beruhendes Resultat ist keine reale

.

Offene Aufgaben

Leicht

Prüfauftrag: Schreibe zu einer fiktiven Probe einen präzisen Prüfauftrag mit Ziel, Kennzeichnung, Messgröße und zwei Kriterien.
Ausbildungsordnung: Erstelle eine deutschsprachige Übersicht über die vier Fachrichtungen und kennzeichne die für Deine Fachrichtung geltenden Verordnungsparagrafen.
Einheitenumrechnung: Entwickle eine Lernkarte zur Umrechnung von kN in N und von N pro Quadratmillimeter in MPa mit je einem selbst gewählten Beispiel.
Prüfbericht: Zeichne ein einfaches Berichtsformular mit Feldern für Proben-ID, Rohwert, Einheit, Rechenweg, Grenzwert und Modellurteil.

Standard

Zugversuch: Erstelle aus drei erfundenen Kraftwerten und bekannten Probenflächen eine Ergebnistabelle und ein selbst beschriftetes Säulendiagramm.
Härteprüfung: Vergleiche Vickers und Rockwell anhand eines erläuternden Schaubilds und belege Messprinzip, typische Grenzen und einen Anwendungsfall.
Qualitätsmanagement: Entwickle für einen synthetischen Prüfauftrag eine Checkliste zur Probenidentität, Prüfmittelkontrolle und Dokumentation.
Fachgespräch: Zeichne ein kurzes Erklärvideo oder Audio zu Deinem Prüfplan auf, ohne reale Laborarbeiten zu demonstrieren oder personenbezogene Daten zu verwenden.

Schwer

Schadensanalyse: Entwirf eine fiktive Abweichungsmeldung zu vertauschten Proben und begründe die Reihenfolge von Sicherung, Untersuchung und Korrektur.
Messunsicherheit: Diskutiere für einen erfundenen Grenzwertfall zwei unterschiedliche Entscheidungsregeln und zeige, warum ein Wert am Rand eine Rückfrage erfordern kann.
Zerstörungsfreie Prüfung: Entwirf eine abstrakte Prüfanweisung für das Lesen erfundener Ultraschallanzeigen, einschließlich Qualifikationsvorbehalt und Nachweisgrenzen.
Projektmanagement: Vergleiche für eine fachrichtungsspezifische Simulation zwei zulässige Auftragskonzepte hinsichtlich Informationsbedarf, Ressourcen, Umweltaspekten und dokumentierbarem Ergebnis.

Lernkontrolle

Prüfungsvarianten: Erläutere, welche Nachweise vor einem betrieblichen Prüfauftrag nach Variante 1 einzuplanen sind und weshalb Variante 2 nicht einfach als selbst gewählte Abkürzung dient.
Prüfplanung: Ein fiktiver Auftrag lautet „Prüfe die Qualität“. Formuliere drei fehlende Angaben und leite daraus einen messbaren Arbeitsauftrag ab.
Technische Spannung: Berechne Rm für 26 000 N und 52 Quadratmillimeter. Vergleiche das Ergebnis mit dem erfundenen Fenster 490 bis 520 MPa und erläutere die beschränkte Aussage.
Probenkennzeichnung: Zwei Messwerte sind richtig, aber Proben-IDs fehlen. Begründe, weshalb eine Freigabe trotz stimmiger Zahlen nicht zulässig ist.
Prüfmittel: Ein Kalibrierstatus ist ungeklärt. Entwickle eine Entscheidungskette für Rückfrage, Datensicherung und Berichtseintrag ohne eigenmächtige Nutzung des Geräts.
Stichprobenprüfung: Erläutere am Modellfall, warum drei erfüllte Grenzwerte keine generelle Aussage über ein reales Los erlauben.
Fachrichtungswahl: Passe die Modellplanung aus der Metalltechnik an eine andere Fachrichtung an und benenne zwei entscheidende Unterschiede im Verfahren oder der Bewertung.

Lernnachweis

Fachwissen: Du kannst die vier Fachrichtungen, die gestreckte Abschlussprüfung und die sachlich unterschiedlichen Prüfvarianten anhand der Verordnung einordnen. Du unterscheidest technische Prüfkennwerte, geeignete Verfahren, notwendige Nachweise und die Grenzen ihrer Aussage.

Arbeitsprodukte: Reiche einen synthetischen Prüfauftrag, einen ausgefüllten Prüfplan, eine Proben- und Rohdatentabelle, eine lesbare Auswertung mit Einheiten und einem Diagramm, einen Modellprüfbericht, das ausgefüllte Bewertungsraster und ein Kurzprotokoll eines Übungs-Fachgesprächs ein. Jede Annahme und alle künstlich erzeugten Daten müssen klar gekennzeichnet sein.

Transfer: Begründe eine fachrichtungsspezifische Methodenwahl, erkenne Einheiten- und Zuordnungsfehler, erläutere dokumentierte Abweichungen und unterscheide eine Übungsentscheidung von einer berechtigten realen Freigabe. Bestimme für Dich drei Verbesserungsziele und prüfe sie anhand einer zweiten, neu erfundenen Fallvariante.

OER und Wikipedia

Verlässliche Quellen zur fachlichen und rechtlichen Kontrolle:

BIBB: Werkstoffprüfer, Fachrichtung Metalltechnik – Berufsbild, Ausbildungsdauer und Fachrichtungen.
Aktuelle konsolidierte Ausbildungsordnung WerkstoffPrAusbV – §§ 1–22, besonders §§ 8, 12, 16, 20 zu den Prüfvarianten und § 22 zum Inkrafttreten.
BIBB: Ausbildung gestalten – Werkstoffprüfer – Umsetzungshilfe zur Ausbildungsordnung, Veröffentlichung 2017.
BIBB: Werkstoffprüfer Fachrichtung Kunststofftechnik – weitere Fachrichtung zur Abgrenzung.
Wikipedia: Werkstoffprüfung – ergänzender Überblick unter freier Wiki-Lizenz; für Rechtsfragen nicht verbindlich.
Wikipedia: Zugversuch – weitere Erläuterungen zu Kennwerten und Messmethoden.

Geprüfte Medien: Dateiname, Urheber, Herkunft und Nutzungsrecht

Eingebundenes Medium	Autor bzw. Quelle	Nachweis	Lizenz oder Nutzungshinweis
File:Rockwell hardness tester 001.jpg	Three-quarter-ten	Commons-Dateiseite	CC BY-SA 3.0
File:Tensile test.png	Linyukeng	Commons-Dateiseite	CC BY-SA 4.0
File:Stress-strain1.svg	Moondoggy, SVG-Version	Commons-Dateiseite	CC BY-SA 3.0
File:Cast iron tensile test.JPG	Sigmund	Commons-Dateiseite	CC BY-SA 3.0
File:Vickers hardness.svg	Freundchen	Commons-Dateiseite	CC0 1.0
File:Metallographic polishing process for sample preparation.png	Vijesh Gogia	Commons-Dateiseite	CC BY 4.0
File:Copper alloy microstructure.jpg	Urheber laut Commons-Dateiseite	Commons-Dateiseite	CC BY 4.0
File:Ultrasonic Testing Machine showing readings.jpg	Abhijit Nandi	Commons-Dateiseite	CC BY-SA 3.0
File:Polymer during tensile test.JPG	Urheber laut Commons-Dateiseite	Commons-Dateiseite	CC BY-SA 4.0
https://www.youtube.com/watch?v=Lz97HyX3k1k	ingenieurkurse / Werkstofftechnik mit Jan	YouTube: Zugversuch, Grundlagen	Streaming-Einbettung, Videorechte beim Rechteinhaber; keine OER-Lizenz behauptet
https://www.youtube.com/watch?v=2tM6IQ717yk	tec-science	YouTube: Vickers hardness test	Streaming-Einbettung, Videorechte beim Rechteinhaber; englischsprachig

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Berufsportal: Ausbildung – Werkstoffprüfer

Der Berufsweg führt von der Werkstoffprüfung und den grundlegenden Messmethoden zu fachrichtungsbezogenen Prüfaufträgen. Die verlinkten MOOCwiki-Kurse Materialprüfung, Härteprüfung und Lunkerprüfung vertiefen wichtige Teilaspekte. Vergleiche die Aussagen in Lernkursen stets mit den gültigen Fachnormen und Deiner individuellen Prüfungsordnung.