W. Grünewald and J. DeRose

Dreidimensionale Darstellung makroskopischer Defekte in Aluminiumlegierungen: 3D-Bildrekonstruktion mithilfe von Frästechnik und optischer Mikroskopie

3-Dimensional Imaging of Macroscopic Defects in Aluminum Alloys: Image Reconstruction in 3D using Milling and Optical Microscopy

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In dieser Arbeit wird die Untersuchung makroskaliger Defekte in Aluminium-(Al)-Legierungen mithilfe eines Verfahrens der dreidimensionalen (3D) Bildgebung beschrieben. Aluminium-(Al)-Legierungen spielen in der Herstellung von Flugzeugen bzw. Fluggerät und Kraftfahrzeugen sowie Produkten anderer Branchen eine wichtige Rolle. Defekte in Al-Legierungen, die bei der Fertigung von Flugzeugen bzw. Fluggerät, Fahrzeugen oder anderen Produkten verwendet werden, können sich wesentlich auf deren Qualität, Leistung und Lebensdauer auswirken. Eine 3D-Charakterisierung von Al-Legierungen kann zu einem besseren Verständnis der Defektbildung beitragen und aufzeigen, wie diese Defekte minimiert oder beseitigt werden können. Zur Erzeugung von 3D-Bildern von Defekten in einer nicht transparenten Al-Legierung werden die Proben in kleinen Schritten (10 μm) gefräst. Nach dem Abtragen einer bestimmten Dicke der Legierung (50 μm) werden 2D-Lichtmikroskopbilder der Oberfläche aufgenommen. Anhand dieser 2D-Bilder wird ein 3D-Bild des Defekts in der Al-Legierung rekonstruiert. Alle Arbeitsschritte der Präparation der Al-Legierungsprobe und der 2D-Bildaufzeichnung sind unter Verwendung eines einzigen Instruments, des EM TXP-Oberflächenpräparationssystems von Leica Microsystems, in sehr kurzer Zeit (1,5 h) abgeschlossen. Unter Anwendung herkömmlicher Probenpräparationsverfahren würde der Arbeitsablauf 3 bis 6-mal mehr Zeit in Anspruch nehmen. Die 3D-Bilder werden schließlich mithilfe der Visualisierungssoftware LAS X 3D rekonstruiert.

Bibliographie
W. Grünewald and J. DeRose (2020). 3-Dimensional Imaging of Macroscopic Defects in Aluminum Alloys: Image Reconstruction in 3D using Milling and Optical Microscopy. Practical Metallography: Vol. 57, No. 2, pp. 96-104.
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ISSN 0032-678X