Makroskopische Gefügeaufnahmen von großen Schliffbildern

Das IOB hat ein neuartiges Verfahren zur Erstellung von Gefügeaufnahmen entwickelt. Für die Validierung der numerischen Simulationen von Umschmelzprozessen ist es notwendig metallographische Proben aus dem Realprozess zu untersuchen. Hier ist vor allem die Wachstumsrichtung der Dendriten in Abhängigkeit vom Radius für den kompletten Blockdurchmesser interessant. Dafür werden oftmals große Probenplatten von bis zu einem halben Meter Länge zur Verfügung gestellt.

Die übliche Vorgehensweise erfordert ein Zerlegen der Probenplatten in kleine Probenstücke von wenigen Zentimeter Kantenlänge. Die Probenstücke können dann eingebettet, geschliffen, poliert, geätzt und anschließend unter einem Mikroskop betrachtet werden.

Diese Vorgehensweise bringt mehrere Nachteile mit sich. Zum einen müssen die Probenstücke zunächst auf der Rückseite aufwendig nummeriert und anschließend meist durch Fremdfirmen herausgeschnitten werden. Die hierbei entstehenden Schnitte ergeben im Nachhinein eine Lücke zwischen den einzelnen Gefügeaufnahmen. Zum anderen muss bei Letzteren stets genau auf die Orientierung der Probenstücke und die Nummerierung geachtet werden, um eine anschließende Zuordnung möglich zu machen.

Das neuartige Verfahren basiert auf einer hochauflösenden digitalen Spiegelreflexkamera (50 Megapixel) mit Makroobjektiv (Abbildungsmaßstab 1:1) und einer Traversiereinheit. Die Kamera wird auf der Traversiereinheit befestigt und vor der großen Probenplatte positioniert. Eine Matlabsteuerung ermöglicht das automatisierte Verfahren und abfotografieren der Probe. Die sich überlappenden Einzelbilder werden anschließend zu einer Gesamtaufnahme zusammengesetzt.

Durch das automatisierte Abrastern der Probenoberfläche ist eine Verwechslung bei der Positionszuordnung ausgeschlossen. Des Weiteren bleibt die Probe im Ganzen erhalten und kann gegebenenfalls nach den Aufnahmen weiterverwendet werden.

Probe mit Lupe

Durch die hohe Auflösung in Kombination mit dem Abbildungsmaßstab von 1:1 entspricht die Kantlänge eines Pixels in etwa 4 µm auf der Probe. Mit diesem Verfahren lassen sich demnach auch sekundäre Dendritenarmabstände vermessen. Wie im Bild zu sehen kann in der Gesamtaufnahme an jeder Position bis in das Gefüge hineingezoomt werden.

Probe_Zoom

Die maximalen Probenabmessungen sind bei diesem Verfahren nur durch die Verfahrwege der Traversiereinheit auf derzeit ca. 2000 mm x 2000 mm begrenzt.