Wie Neuman Aluminium die Korngrößenanalyse nach ASTM E112 automatisiert

Die Herausforderungen bei Neuman Aluminium Strangpresswerk GmbH

Im Werkstofflabor der Neuman Aluminium Strangpresswerk GmbH in Lilienfeld/Marktl wird bestimmt, wie fein das Korn in Aluminiumgussstangen und den daraus gefertigten Bauteilen ist. Ausgewertet wird nach ASTM E112.

Bis 2025 war das Handarbeit. Beim Linienschnittverfahren wird ein Messgitter über das Schliffbild gelegt und jede Stelle, an der eine Gitterlinie eine Korngrenze kreuzt, muss einzeln angeklickt werden. Johanna Höller aus Forschung & Entwicklung beschreibt es so:

„Bei einem sehr feinen Gefüge dauert das entsprechend länger. Auch ein Übersehen ist möglich.“

Zwei Dinge machen diese Handarbeit mühsam:

• Je feiner das Korn, desto mehr Schnittpunkte sind auszuzählen. Wie viel Arbeit eine Probe macht, entscheidet sich am Gefüge.
• Eine Analyse nach der anderen. Jeder Schnittpunkt wurde einzeln von Hand ausgezählt.

Warum Aluminium die Bildauswertung besonders fordert

Weil das Korn im Aluminium nicht von selbst sichtbar ist. Die Schliffe werden elektrolytisch nach Barker geätzt. Der dabei aufwachsende Anodenfilm ist je nach Kornorientierung unterschiedlich aufgebaut und erst unter gekreuzten Polarisatoren entstehen daraus die Interferenzfarben, an denen sich Körner überhaupt voneinander unterscheiden lassen.

Für eine automatische Auswertung ist das eine ungewöhnliche Ausgangslage: Sichtbar wird nicht die Korngrenze, sondern ein Orientierungsunterschied. Und dasselbe Material sieht völlig anders aus, je nachdem, ob es im Gusszustand oder wärmebehandelt vorliegt und ob eine hoch- oder eine niedriglegierte Variante untersucht wird.

Die Lösung

Was das Labor interessierte, war ein konkreter Punkt: ob sich die mühsame Auswertung von Hand sparen lässt.

Statt eines Modells, das alle diese Zustände halbwegs beherrscht, wurden mehrere getrennt trainiert, jedes auf die Gefüge, die es tatsächlich zu sehen bekommt. Drei davon decken heute fast alle Zustände ab, die in dieser Analyse vorkommen.

Der Ablauf selbst ist derselbe geblieben: Die Probe wird präpariert und geätzt, unter dem Mikroskop aufgenommen und die Aufnahmen gehen gemeinsam in MiViA. Das Ergebnis gibt die Software als PDF aus, das für die Dokumentation verwendet wird.

Der Unterschied steckt im Wort „gemeinsam“. Mehrere Bilder laufen in einem Durchgang und währenddessen wird im Labor etwas anderes bearbeitet.

Was übrig bleibt, sind Sonderfälle. Sie werden weiterhin von Hand ausgewertet.

• Drei Modelle für fast alle anfallenden Analysen

  MiViA hat für alle Anwendungsfälle ein passendes Modell erstellt. Mit drei Modellen können wir heute fast alle anfallenden Analysen durchführen.

  Johanna Höller – Forschung & Entwicklung

Das Ergebnis

Ausgewertet wird weiterhin nach ASTM E112 und die Ergebnisse werden fachlich durchgesehen. Gewonnen wird Zeit, und zwar genau an der Stelle, an der sie vorher gebunden war: beim Auszählen.

Wohin diese Zeit geht, entscheidet der Tag: Probenvorbereitung, Zugversuche, ein Bericht, der geschrieben werden will. Sie fließt nicht in einen bestimmten Schritt zurück, sondern in das, was gerade ansteht.

Für Labore mit vergleichbarer Aufgabe

Wo der Abnehmer das Prüfverfahren vorgibt, liegt der Spielraum nicht im Ergebnis, sondern im Weg dorthin. Eine Auswertung, die die Norm einhält und das Auszählen übernimmt, verändert nicht, was am Ende gemessen wird. Sie verändert, wie viel Zeit die Metallographie im Labor bindet.

Einem Labor mit vergleichbarer Aufgabe würde Johanna Höller MiViA weiterempfehlen. Ihr Eindruck: Je mehr Analysen auf einmal anfallen, desto effizienter ist die Auswertung mit MiViA.