Anwendungshinweisen

Fallstudie (SGS-Gruppe): Analyse von Metall- und CFK-Materialbildern

Zusammenfassung für Führungskräfte

Die in Genf ansässige SGS-Gruppe gehört zu den führenden Unternehmen in den Bereichen Prüfen und Zertifizieren der verschiedensten Teile und Produkte unterschiedlicher Form und Größe. Die auf die Branchen Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt sowie Medizintechnik spezialisierte Tochtergesellschaft SGS Institut Fresenius GmbH in Dortmund setzt verschiedene Methoden zur detaillierten Prüfung von Materialien und Teilen ein. Um die Effizienz dieser Prüfungen zu verbessern, hat das Institut kürzlich in das digitale DSX510 Mikroskop von Olympus als neues Analysegerät investiert.

Effizienz ist zur Kostenreduzierung in industriellen Arbeitsabläufen unerlässlich. Dies gilt insbesondere für eines der jüngsten Projekte des SGS Instituts: die Qualitätskontrolle von Teilen aus kohlenstofffaserverstärktem Polymer (CFK) für den Elektro-Pkw BMW i3, der inzwischen in die Produktion gegangen ist.

Qualität verbessert, Zeit gespart

Für die Qualitätskontrolle müssen ca. 300 CFK-Schliffbilder präpariert und detailliert untersucht werden, bevor das Erstmuster freigegeben werden kann. Zur zuverlässigen Beurteilung des Schliffbildes ist ein vollständiges Bild erforderlich; dazu wurden bisher bei höheren Vergrößerungen mit einem Mikroskop 20 Einzelbilder aufgenommen und manuell zu einem Vollbild zusammengesetzt. Dieser mühsame manuelle Prozess war sehr zeitaufwendig, da die Aufnahme und Zusammensetzung jedes Schliffbilds zwischen 15 und 20 Minuten erforderte.

Mit der Einführung des automatisierten DSX510 Mikroskops wurde dieser Prozess verändert und die Zeit für die Schliffbilderstellung auf etwa fünf Minuten reduziert. Das Mikroskop hat für das SGS-Team in Dortmund gleich mehrere Vorteile. Erstens können Aufträge schneller bearbeitet werden, sodass sich knappe Kundenfristen einhalten lassen. Zweitens sparen hochqualifizierte Mitarbeiter Präparationszeit ein und können sich stattdessen auf das konzentrieren, was wichtig ist: die Auswertung der Bilder. Der Einsatz des DSX510 Mikroskops hat sich für SGS bereits ausgezahlt, SGS konnte Kosten senken und die Qualität optimieren.

Digitale Mikroskopie: Innovationen in der Qualitätssicherung

Diese Fortschritte wurden dank der einfachen Bedienung und des automatischen Stitchings des DSX510 Mikroskops ermöglicht. Das Mikroskop arbeitet bei der Überlagerung von Einzelbildern sehr genau, im Gegensatz zu anderen Mikroskopen müssen Einzelbilder nicht mehr manuell definiert werden. Benutzer können nun eine motorisierte Bühne verwenden, die durch einen vollautomatischen, hochgenauen Feineinstellmechanismus gesteuert wird. Die Bühne eignet sich insbesondere für sehr gleichförmige Strukturen, beispielsweise Speicherchips, die sich mehrfach wiederholen und bei denen sich selbst bei hohen Vergrößerungen nur schwer bestimmen lässt, wo das erste Einzelbild endet und das nächste beginnt.

Benutzer des DSX510 Mikroskops profitieren von der höheren Benutzerfreundlichkeit, da das Mikroskop eine Auswahl an Vorschaubildern erzeugt, aus denen der Benutzer das am besten geeignete Bildgebungsverfahren auswählen kann. Mit der Wahl eines Bildgebungsverfahrens wählt der Benutzer automatisch die notwendigen Parameter aus, ohne dass er zusätzliche Informationen eingeben muss. Der Benutzer sieht immer den gleichen Punkt auf der Probe, auch wenn das Bild verkleinert oder vergrößert wird, da die Makrokartierungsfunktion immer das gleiche Sichtfeld auf dem Bildschirm zeigt. Die Prüfung wird zudem durch einen 13-fachen optischen und einen 30-fachen digitalen Zoom erleichtert.

Elektrische Kabel für Display-Crimp-Verbinder

Nach Angaben des Teams von SGS bietet das DSX510 Mikroskop viele Vorteile bei der täglichen Qualitätssicherung. So untersucht das Team beispielsweise routinemäßig homogen erscheinende Schliffbilder von Turbinenschaufeln aus Flugzeugtriebwerken auf mögliche Materialeinschlüsse. Wenn die Vergrößerungen relativ hoch sind, ist es für einen Metallographen nicht sehr schwierig, mögliche Unregelmäßigkeiten zu finden. Die intuitive Benutzeroberfläche des DSX510 Mikroskops unterstützt eine schnelle Konfiguration zur effizienten Erkennung möglicher Materialfehler. Spezielle Funktionen des Mikroskops, wie der hohe Dynamikbereich (HDR) und der proprietäre WiDER-Verarbeitungsalgorithmus, erlauben die Untersuchung von Objekten mit Defekten oder extremen Reflexionsunterschieden.

Dank des automatischen Systems und der einfachen Bedienung können auch weniger erfahrene Mitarbeiter Proben wechseln und Bilder aufnehmen. Anschließend müssen die Materialexperten nur noch die aufgenommenen Bilder auswerten. Auch dies ist eine Möglichkeit, mit dem DSX510 Mikroskop die Effizienz zu steigern, insbesondere bei Routineprüfungen vieler Materialproben. Mit dem DSX510 Mikroskop verschafft sich das Labor daher einen Wettbewerbsvorteil.

Analyse unebener Oberflächen mit der differentiellen Interferenzkontrastmikroskopie (DIK)

Dank der technischen Funktionen des DSX510 Mikroskops können die Experten von SGS ihre Arbeit effizient erledigen. Die LED-Beleuchtung des Mikroskops ermöglicht die Kombination von Hellfeld- und Dunkelfeld-Beobachtung, sodass Defekte oder Unregelmäßigkeiten leichter erkannt werden können. Mit der differentiellen Interferenzkontrastmikroskopie (DIK) lassen sich zudem unebene Oberflächen auf Defekte oder Unregelmäßigkeiten bis in den Mikrobereich hinein analysieren.

Ein Kunde aus dem Bereich der Zahntechnik beauftragte SGS mit der Analyse der Materialtrennung zwischen zwei Kunststoffteilen. Nach der Lieferung der endgültigen Schliffbilder rief der Kunde an und sagte, er habe noch nie so eindrucksvolle und informative Bilder gesehen. Die DIK-Mikroskopie an sich ist nicht neu, aber die verbesserte digitale Technologie von Olympus bietet neue Perspektiven, und die Kunden von SGS schätzen generell die neuen Möglichkeiten der digitalen Mikroskopie.

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DSX1000

Bessere Bilder und Ergebnisse. Die digitalen Mikroskope der Serie DSX1000 ermöglichen schnellere Fehleranalysen mit Genauigkeit und Wiederholbarkeit.