Wenn Bauteile oder Waren unterschiedlichster Art und Größe geprüft, getestet oder zertifiziert werden müssen, dann ist die SGS-Gruppe eine der weltweit führenden Adressen. Als Teil des Konzerns hat sich die SGS Institut Fresenius GmbH in Dortmund auf Kunden aus den Bereichen Automotive, Aerospace und Medizintechnik spezialisiert. Mit unterschiedlichen Methoden werden dort Werkstoffe und Bauteile im Wortsinn unter die Lupe genommen – seit Kurzem auch mit dem opto-digitalen Mikroskop DSX 500 von Olympus.
„Der Faktor Zeit ist für unsere Arbeit von entscheidender Bedeutung“, erklärt der Dortmunder SGS-Analytiker Markus Ridder. Das gilt auch für eines der jüngsten Projekte des Instituts: Die Freigabeprüfung von CFK-Teilen für die inzwischen angelaufene Serienfertigung des neuen Elektrofahrzeugs i3 von BMW.
Zur Erstmusterfreigabe mussten unter anderem bisher rund 300 CFK-Schliffe präpariert und anschließend detailliert untersucht werden. Pro Schliff wurden mit einem Mikroskop etwa 20 Einzelaufnahmen aufgenommen, die früher manuell zu kompletten Bildern zusammengesetzt wurden, denn nur das komplette Bild bei hoher Vergrößerung ermöglicht eine zuverlässige Beurteilung des Schliffs.
„Der Vorgang der Bildmontage war sehr zeitaufwändig, pro Schliff dauerte die manuelle Zusammensetzung der Einzelbilder früher zwischen 15 und 20 Minuten“, berichtet Ridder. Mit dem DSX 500 von Olympus wurde diese Aufgabe auf rund fünf Minuten deutlich verkürzt – worüber sich das Dortmunder SGS-Team gleich aus mehreren Gründen freut: „Einerseits lassen sich die Aufträge schneller abarbeiten, sodass die oftmals engen Terminvorgaben der Kunden eingehalten werden“, erklärt Laborleiter Dr. Olaf Günnewig. „Andererseits können sich unsere hoch qualifizierten Mitarbeiter noch intensiver der eigentlichen Auswertung der Aufnahmen widmen, eben weil die Vorbereitungen nicht mehr so viel Zeit in Anspruch nehmen.“ Der Einsatz des DSX 500 hat sich für SGS sowohl betriebswirtschaftlich als auch in der qualitativen Optimierung der Arbeit bereits ausgewirkt.
Hohe Präzision bei einfacher Bedienung
Möglich werden solche Fortschritte durch die sehr einfache Bedienung des DSX 500 und seine funktionale Eigenschaft dass sich angefertigte Einzelaufnahmen softwaregesteuert zu kompletten Bildern zusammenfügen lassen. „Dies schafft das DSX“, so Ridder „mit einer erstaunlich hohen Genauigkeit bei der Überlagerung der Einzelbilder.“
Im Unterschied zu anderen Mikroskopen müssen die Ausschnitte der Einzelaufnahmen mit dem DSX 500 nicht mehr manuell bestimmt werden, vielmehr erfolgt die Festlegung der Aufnahmebereiche über eine hochpräzise und vollautomatische Feinjustierung des motorisierten Tisches. Günnewig: „Das funktioniert sogar bei sehr regelmäßigen Strukturen, zum Beispiel bei der Logik eines Speicherchips, bei der viele Speicherstellen auf dem Chip wiederholt angeordnet sind und auch bei näherem Hinsehen nicht genau erkennbar ist, wo das erste Einzelbild endet und das nächste anfangen soll.“
Selbst bei einer Bildverkleinerung oder Bildvergrößerung verliert der Anwender beim DSX 500 nicht die Orientierung. Die Funktion Makro Map zeigt immer den Beobachtungspunkt auf dem Bildschirm. Das DSX 500 bietet einen optischen Zoom von 13-fach und einen digitalen Zoom von 30-fach. Das Mikroskop erstellt eine Auswahl von Vorschaubildern, aus denen der Anwender das zweckmäßigste wählen kann. Danach stellt es die dafür erforderlichen Parameter automatisch zur Verfügung.
Vor allem bei Arbeiten in der täglichen Qualitätssicherung bietet das DSX 500 aus der Sicht von Günnewig große Vorteile: „Wir untersuchen regelmäßig sehr homogen aussehende Schliffe von Turbinenschaufeln aus Flugzeugtriebwerken auf mögliche Materialeinschlüsse. Für einen Metallographen ist es nicht unbedingt eine herausfordernde Aufgabe, bei relativ hohen Vergrößerungen nach möglichen Unregelmäßigkeiten Ausschau zu halten.“
Über die intuitive Bedienoberfläche des DSX 500 kann das Gerät schnell für die effiziente Erkennung möglicher Materialfehler eingerichtet werden. Spezielle Funktionen des Mikroskops wie die High Dynamic Range (HDR) und den geschützten Algorithmus Wider bieten Möglichkeiten der einfachen Inspektion von Objekten mit Defekten beziehungsweise starken Reflexionsunterschieden.
Dank der Automatik und der einfachen Bedienung können prinzipiell alle Mitarbeiter den Probenwechsel und die Bilderfassung übernehmen. Die Werkstoffexperten bekommen nur noch die Aufnahmen zur Auswertung auf den Tisch. Günnewig sieht darin eine weitere Möglichkeit die Effizienz der Arbeit gerade bei routinemäßigen Prüfungen einer großen Zahl von Materialproben zu verbessern – und damit hinsichtlich der Dienstleistungen seines Labors auch einen Wettbewerbsvorteil zu erzielen.
Die zeitliche Optimierung von Analysen ist aus der Sicht der SGS-Experten ein Vorteil des DSX 500 – aber auch die technischen Möglichkeiten werden nicht minder hoch eingeschätzt. Die LED-Beleuchtung des Olympus-Mikroskops ermöglicht die Kombination von Hell-und Dunkelfeld. Damit lassen sich Defekte oder Unregelmäßigkeiten problemlos erkennen.
„Wir haben zum Beispiel die Differenzielle Interferenz-Kontrastfunktion sehr zu schätzen gelernt“, berichtet Ridder. Mit Hilfe dieser Funktion der Bilddarstellung (Differential Interference Contrast, kurz DIC) können unebene Flächen bis in den Mikrobereich hinein auf mögliche Auffälligkeiten untersucht werden.
Für einen Kunden aus dem Bereich der Dentaltechnik sollte SGS Ablösungserscheinungen zwischen zwei Kunststoffteilen analysieren: „Nachdem wir die fertigen Aufnahmen abgeliefert hatten, rief uns der Kunde begeistert an und erklärte, dass ihm noch nie derart eindrucksvolle und aussagekräftige Bilder begegnet seien“, freut sich Ridder. „DIC an sich ist nicht neu, aber mit der Weiterentwicklung ergeben sich wirklich neue Perspektiven.“
Olympus Halle 1, Stand 1512
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