Kontakt

Inspektion von mehrschichtigen Proben - Workflow in der Qualitätskontrolle

Ein neues Konzept für einen effizienten, schnellen und präzisen Workflow in der Qualitätskontrolle Die Qualitätskontrolle von mehrlagigen Beschichtungen auf Metall- oder Kunststoffbauteilen – Routine in der Automobil- und Mikroelektronikindustrie – bedarf eines zeitaufwändigen Arbeitsablaufs mit vielen einzelnen Schritten und Maschinen. Ein neues Konzept kombiniert das Zielpräzisionsinstrument Leica EM TXP mit dem Lichtmikroskop Leica DM2700 M. Es ermöglicht, die notwendigen Arbeitsschritte zu reduzieren, den Arbeitsablauf zu straffen und präzise und zuverlässige Ergebnisse zu erzielen.

Das automatisierte Präzisionsinstrument Leica EM TXP vereint vier Bearbeitungstechnologien zur Querschnittspräparation in einem Gerät.

Konventionalle Probenvorbereitung: Zeitaufwändig und schwierig

Wenn Kupfer-, Nickel-, oder Chrom-Beschichtungen auf Metall- und Kunststoffbauteilen für die Inspektion im Lichtmikroskop präpariert werden, fallen unzählige Arbeitsschritte an, bis die Schicht oder Oberfläche präzise analysiert werden kann. Üblicherweise wird ein Querschnitt der Proben angefertigt, dieser in Harz eingebettet und dann mehrmals poliert. Danach kann jede Schicht auf ihre Stärke hin untersucht werden. Dieser Prozess dauert rund drei bis vier Stunden. Alternativ kann man einen Querschnitt direkt in dem Bereich des Defekts schneiden und dann mehrmals polieren. Dieser hochkomplizierte Prozess nimmt einen ganzen Arbeitstag in Anspruch. Ein Qualitätslabor, das mit konventionellen Methoden arbeitet, benötigt eine komplette Ausstattung an Systemen zum Sägen, Fräsen, Schneiden, Mahlen und Polieren. Aufgrund des zeitintensiven und komplexen Arbeitsablaufs ist ein Techniker einen ganzen Tag mit ein oder zwei Proben beschäftigt. Der Probendurchsatz ist damit sehr gering.

Vier Bearbeitungstechnologien in einem Gerät

Das automatisierte Präzisionsinstrument Leica EM TXP vereint vier Bearbeitungstechnologien zur Querschnittspräparation in einem Gerät. Materialproben für die Auflichtmikroskopie können mit dem Allround-Talent gesägt, gefräst, geschnitten, geschliffen und poliert werden, ohne dass die Probe eingebettet werden muss. Das bietet für den Workflow als auch für die Qualität der Ergebnisse maßgebliche Vorteile.

Zeitsparend: Die Probe bleibt an Ort und Stelle

Sobald die Probe im Probenhalter eingespannt und dieser im Schwenkarm verankert ist, kann die Probe gefräst, gesägt, gebohrt, gemahlen und poliert werden – ohne sie zu verschiedenen Geräten zu transportieren. Alle Arbeitsschritte werden nacheinander auf dem Leica EM TXP durchgeführt. Das reduziert nicht nur den Zeitbedarf erheblich, sondern auch das Risiko, das Probendetail zu verlieren.

Beobachtung während des Bearbeitens verringert Fehler

Mit dem Schwenkarm kann man die Probe während des Bearbeitens in einem Winkel zwischen 0° und 60° bzw. 90° - bezogen auf die Vorderseite - beobachten, und die Entfernung mit Hilfe der Okularstrichplatte bestimmen. Dank der kontinuierlichen visuellen Kontrolle während des Präparierens können Fehler vermieden werden, z.B. den Defekt zu verpassen oder zu viel zu polieren, besonders wenn man direkt im Bereich des Defekts arbeitet. Zudem erspart die Beobachtung die zeitintensiven Transport der Probe zu einem Mikroskop und das erneute Zentrieren im Poliergerät.

Kein Einbetten nötig

Bei der konventionellen Probenvorbereitung von mehrschichtigen Oberflächen muss die Probe oftmals eingebettet werden – was zeitaufwändig und kostspielig ist. Mit dem Leica EM TXP entfällt das Einbetten: Der Probenhalter kann verschiedene Größen und Formen der Proben aufnehmen und erlaubt es damit, unterschiedlichste Probenarten zu bearbeiten. Dank der perfekt senkrechten Ausrichtung von Präparierwerkzeugen und Probenhaltern bleibt die Oberfläche während der Bearbeitung stets im richtigen Winkel. Nach der Bearbeitung kann die Probe auf dem Halter zu einem Lichtmikroskop transportiert werden, ohne sie erneut montieren zu müssen.

Automatisierung steigert die Effizienz

Pro Arbeitsschritt lassen sich alle Parameter voreinstellen; das Gerät arbeitet dann völlig selbstständig. Auf diese Weise können mehrere Proben einer Charge pro Tag bearbeitet werden und die Produktqualität steigern. Eine zusätzliche Mikroskopkamera erlaubt es dem Team, die Ergebnisse zu dokumentieren und gemeinsam via Monitor zu diskutieren.

Zuverlässige Probeninspektion mit Lichtmikroskopie

Die Kombination des Zielpräparationssystems mit einem flexiblen aufrechten Materialmikroskop bietet weitere Vorteile für den Workflow. Das Leica DM2700 M ist ein flexibles Materialmikroskop, das den Kundenbedürfnissen entsprechend individuell konfiguriert werden kann. Es nutzt die LED-Beleuchtung für sämtliche Kontrastmethoden: für Hellfeld, Dunkelfeld, Interferenz, Polarisation und Fluoreszenz-Anwendungen. Außerdem verfügt es über eine integrierte schräge Beleuchtung, mit der auch kleinste Oberflächenstrukturen und Defekte besser sichtbar werden. Für zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse sichert der Blendenassistent (Color Coded Diaphragm Assistant CCDA) die Einstellung der optimalen Beleuchtungsparameter. Der CCDA macht die Bedienung einfach und intuitiv für jeden Bediener, verlangt minimale Einarbeitungszeit, verringert das Fehlerrisiko und hilft somit, den Prozessablauf effizienter zu machen.

Die Kombination des Zielpräparationssystems Leica EM TXP mit dem Materialmikroskop Leica DM2700 M gibt dem Nutzen ein modernes, und doch einfach zu bedienendes kompaktes Labor zur Qualitätskontrolle an die Hand. Es kann beitragen, den Workflow erheblich zu beschleunigen, den Durchsatz zu erhören, Fehlerquoten zu verringern und die Qualität zu steigern.

Share this article

Related Images

Das Materialmikroskop Leica DM2700 M ergänzt den Arbeitsablauf in idealer Weise.

Messingbeschichtet Ni/Ni/Cr. Halbdurchsichtig Ni, hell Ni und Cr-Schicht zuoberst. Die Probe wurde mit dem Leica EM TXP präpariert. The sample was prepared using the Leica EM TXP. “Es bietet die Flexibilität, qualitative hochwertige Ergebnisse in kurzer Zeit zu erzielen“, sagt F.Javier Ruiz Balbas, Labormanager bei Atotech Spanien.

Das zeitaufwändige und kostspielige Einbetten der Probe entfällt.