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Description
Die Idee, aus Serienschliffen dreidimensionale Gefügestrukturen zu rekonstruieren, ist nicht neu. Allerdings ist der Aufwand, manuell viele Einzel-Schliffe zu lichtmikroskopischen Bildstapeln zusammenzusetzen, sehr hoch und steht einer häufigen Anwendung entgegen. Deshalb wird an der BAM ein automatisiertes, Roboter-gestütztes 3D-Metallographie-System entwickelt, das an einer Schliffprobe die Schritte Präparation und Bildeinzug vollautomatisch mit vielen Wiederholungen ausführt. Die Präparation umfasst Schleifen, Polieren und optional Ätzen der Schlifffläche. Der Bildeinzug umfasst autofokussierte lichtmikroskopische Aufnahmen bei mehreren Vergrößerungsstufen. Der erhaltene Bildstapel wird anschließend vorverarbeitet, segmentiert und in ein 3D-Modell umgesetzt, das im Ergebnis wie eine mikrotomographische Aufnahme erscheint, allerdings mit hoher Auflösung bei großem Volumen. Im Gegensatz zu tomographischen Verfahren besteht die Möglichkeit der Kontrastierung durch klassische chemische Ätzung. Geplant ist die Integration weiterer bildgebender und messender Verfahren in dieses System.
Bislang durchgeführte Arbeiten verdeutlichen die Möglichkeiten der Darstellung von Heißgas-Korrosionsschichten, Grauguss-Werkstoffen und räumlich aufgebauten mikroelektronischen Strukturen. Graphit-Partikel in Sphäro- und Lamellenguss haben je nach Formklasse nicht-triviale Geometrien, die sich aus zweidimensionalen Bildern nur begrenzt ableiten lassen. Dreidimensionale Leiterbahnstrukturen müssen hohe Anforderungen an Geometrie und Fehlerfreiheit erfüllen.