Mechanische und metallographische Prüfung: Geräte zur Schliffherstellung

Nasstrennschleifmaschine (BRILLANT 250)

Technische Daten:

  • Probendurchmesser bis 110 mm und vielfältigen Einspannmöglichkeiten
  • Warmeinbettpresse (OPAL 410)
  • Kalteinbettmöglichkeit für Druck- und Temperaturempfindliche Proben
  • Schleif- und Poliergerät (SAPHIR 530) für Probendurchmesser von 30mm und 40mm
  • Ätzmittel

Hersteller: ATM GmbH

AMLab-Standort: Augsburg und Garching

Die vorhandene Laborausstattung des AMLab besteht unter anderem aus einer Nasstrennschleifmaschine, der Möglichkeit zum Kalt- und Warmeinbetten sowie einem Schleif- und Poliergerät und dient zur Schliffherstellung für anschließende makro- und mikroskopische Materialuntersuchungen. Dabei wird die für das Material oder für bestimmte Materialfehler repräsentative Fläche ggf. durch Ätzen im Material sichtbar gemacht, um Rückschlüsse auf die Gefügestruktur und Fehlstellen zu erhalten.

Härteprüfung ZHUZ2.5

Technische Daten:

  • Härteprüfverfahren nach:
    Rockwell, Vickers, Knoop und Brinell an Metallen und Kugeldruckhärte an Kunststoffen
  • Eindringprüfung gemäß (Martens, DIN EN ISO 14577)
  • Prüfkraft 5 – 2500 N und 2 – 200 N
  • Auflösung des Eindringtiefenmesssystems 0,02 μm

Hersteller: Zwick Roell AG

AMLab-Standort: Augsburg und Garching

Die universelle Härteprüfmaschine der Zwick Roell AG dient der Ermittlung materialspezifischer Kennwerte nach genormten DIN Prüfverfahren, wie der klassischen Härteprüfung nach Rockwell, Vickers, Knoop und Brinell. Innerhalb des AMLab wird dieses automatisierte Prüfverfahren beispielsweise an Proben nach einer Gefüge- und Porositätsuntersuchung durchgeführt, um eine umfassende Materialcharakterisierung zu ermöglichen und Rückschlüsse auf das Herstellungsverfahren zu gewinnen.

Zugprüfmaschine Zwick Roell Z100

Technische Daten:

  • Mechanische Untersuchung zum Beispiel an Metallen, Keramiken, Verbundwerkstoffen, Kunststoffen.
  • Zug-, Druck- und Biegeversuche, Low-Cycle-Fatigue Test (LCF), Zeitstandversuche, Relaxations- und Retardationsversuche
  • Prüfkraft (Zug/Druck) 5 kN und 100 kN
  • Prüfgeschwindigkeit 0,0005…600 mm/min
  • kraft, dehnungs- oder geschwindigkeits-geregelter Betrieb

Hersteller: Zwick Roell AG

AMLab-Standort: Augsburg und Garching

Die mechanische Materialprüfung ermöglicht die Charakterisierung der Materialeigenschaften additiver Bauteile und dient zur Ermittlung materialspezifischer, bruchmechanischer Kennwerte, die Aufschluss über das Verformungs- und Isotropie Verhalten geben. Dabei kann die Zugprüfmaschine von Zwick Roell für verschiedenste Materialien eingesetzt werden.

Lasermikroskop VK-9710K

Technische Daten:

  • Kurzwelliger Halbleiterlaser
  • (Wellenlänge= 408 nm)
  • optische Vergrößerung bis 150fach
  • Berührungsfreie 3D-Messungen mit hoher Tiefenschärfe
  • Profil- und Rauheitsmessungen, Dickenmessung, Messungen an transparenten Folien
  • Porositätsbestimmung

Hersteller: Keyence Deutschland GmbH

AMLab-Standort: Augsburg

Das Lasermikroskop im Metallographielabor des AMLab nutzt die optische Messanalyse zur Untersuchung von Materialeigenschaften. Mithilfe eines UV-Lasers und einer optischen Vergrößerung von maximal 150fach sind präzise Aufnahmen möglich. So können die ebenfalls dort hergestellten Probenschliffe untersucht werden und die additive Fertigungstechnologie damit analysiert und charakterisiert werden.

Olympus BX53M Auflichtmikroskop

Hersteller: Olympus

AMLab-Standort: Augsburg

Das Olympus BX53M Auflichtmikroskop bietet durch seinen modularen Aufbau vielfältige Einsatzmöglichkeiten mit starker optischer Leistung, lichtstarken weißen LED-Quellen und einer gleichbleibenden Farbtemperatur über verschiedene Intensitäten. Dadurch können die im eigenen Hause erstellten Bauteile, Oberflächen, Schweißbahnen, Pulver, Schliffe und Ätzungen näher untersucht werden.

Rasterelektronenmikroskop Hitachi TM3030plus

Technische Daten:

  • Vergrößerung: 15 bis 60.000x (digitaler Zoom: 2x, 4x)
  • Betrachtung: 5 kV / 15 kV / EDX

Hersteller: Hitachi

AMLab-Standort: Augsburg

Das Rasterelektronenmikroskop (REM, oder engl. scanning electron microscope, SEM) wird eingesetzt, um mithilfe von Elektronenstrahlen Oberflächenmorphologien von Probekörpern oder Pulverpartikeln zu untersuchen. Innerhalb des AMLab wird ein mit Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen arbeitendes Niedervakuum-REM Hitachi TM3030Plus Tabletop Microscope verwendet, das eine Hochspannung von 5 und 15 kV aufweist. Das Gerät beinhaltet außerdem eine Apparatur zur energiedispersiven Röntgenanalyse (engl. energy dispersive X-ray spectroscopy, EDX), um die in einer Probe vorhandenen chemischen Elemente feststellen zu können. Somit können auf diesem Weg z. B. Pulverpartikel untersucht, deren Größe bestimmt und entnommene Proben auf Verunreinigungen mit anderen Pulvern oder Fremdstoffen kontrolliert werden.

3D-Digitalisierer Steinbichler L3D (2M)

Technische Daten:

  • 3D-Datenerfassung und Digitalisierung
  • Soll-/Ist-Vergleich, Geometrieabgleich
  • Kameraauflösung: 1600 x 1200 Pixel
  • Messvolumen in mm:
    100 Messfeld: 100 x 75 x 60
    200 Messfeld: 215 x 165 x 140
  • 3D Punktabstand:
    100 Messfeld: 60 μm
    200 Messfeld: 135 μm
  • Messzeit: 1,5 sec

Hersteller: Steinbichler Optotechnik GmbH

AMLab-Standort: Garching

Der 3D-Digitalisierer ermöglicht eine dreidimensionale Datenerfassung von Objekten zum Vergleich des Soll-/Ist-Zustands beziehungsweise zum Geometrieabgleich verwendeter Konstruktionsdaten mit den realen Abmessungen des gefertigten Bauteils. Mithilfe dieser Technik wird die Qualität von additiv gefertigten Bauteilen unmittelbar überprüft und analysiert.

Oberflächenprüfung SURFTEST SJ-410

Technische Daten:

  • Max. Ausprägung 800 μm
  • Auflösung 0.0125 μm
  • 46 Rauheitsparameter gemäß ISO, DIN, ANSI, und JIS Standards
  • Sensible Messung von Rauheit und Welligkeit
  • skidless- Messfunktion

Hersteller: Mitutoyo GmbH

AMLab-Standort: Garching

Die Oberflächenprüfung ist ein einfaches Verfahren zur Analyse der Oberflächenstruktur nach DIN-ISO genormten Standards. So werden innerhalb des AMLab Oberflächenmessungen an additiv gefertigten Proben durchgeführt, die Rückschlüsse auf den Prozess zulassen und somit das Prozessverständnis erhöhen.

Höhenmessgeräte Hi-Cal 300

Technische Daten:

  • Messbereich bis 300 mm
  • Fehlergrenze 2,5+L[mm]/175 μm
  • Wiederholbarkeit 2μm
  • Verstellgeschwindigkeit 50/100 mm/s                
  • Messkraft 0,2/0,3 N

Hersteller: Sylvac AG

AMLab-Standort: Garching

Zur Überprüfung und Sicherung der Präzision und Genauigkeit der Herstellungsverfahren sind exakte und sensible geometrische Vermessungen notwendig. Das Höhenmessgerät Hi-Cal 300 bietet die Möglichkeit Innen- und Außendurchmesser sowie Achsabständen, Höhen, Dicken und Tiefen von additiv hergestellten Bauteilen zu vermessen.

Thermografiesystem VarioCAM hr head

Technische Daten:

  • ungekühltes Mikrobolometer-Focal-Plane-Array
  • (640×480) Infrarot-Pixel, mit Resolution Enhancement (1280×960) Infrarot-Pixel
  • Spektralbereich (7,5 – 14) µm
  • Infrarot-Bildfrequenz 50/60 Hz
  • Echtzeit-Digitalschnittstelle (FireWire/IEEE 1394)
  • Temperaturbereich (-40 … 1.200) °C, Hochtemperaturkalibrierung bis 1.700°C

Hersteller: InfraTec GmbH Infrarotsensorik und Messtechnik

AMLab-Standort: Garching

Das radiometrierte Thermografiesystem VarioCAM® hr head auf Basis eines ungekühlten Mikrobolometer-FPA-Detektors mit (384 x 288) oder (640 x 480) Pixeln wurde vorrangig für den PC-gestützten Einsatz konzipiert. Die unterschiedlichen Ausstattungsvarianten ermöglichen eine optimale Anpassung von VarioCAM® hr head an die Messaufgabe. Das Leistungsspektrum reicht von der über RS232 konfigurierbaren automatischen Schwellwerterkennung und -signalisierung bis hin zur digitalen 50/60 Hz-Echtzeitbildakquisition über IEEE 1394 und Online-Verarbeitung zur Prozesssteuerung auf einem PC. Der große Standard-Temperaturmessbereich, verschiedene hochwertige Infrarotobjektive sowie umfangreiches Zubehör empfehlen VarioCAM® hr head für vielfältige Anwendungen in Forschung und Entwicklung. Anwendungsspezifisch konfiguriert, lässt sich dieses einfach handhabbare Thermografie System auch für Überwachungsaufgaben einsetzen, die Dauerlauffähigkeit und automatischen Betrieb erfordern.

Hochgeschwindigkeitskamera Olympus I-Speed

Technische Daten:

  • Monochrome
  • Max. Auflösung 1280×1024 Pixel bei 2.000 Bilder/Sek. (max. Bildaufnahmerate 150.000 Bilder/Sek bei Auflösung 60×44 Pixel)
  • ISO Rating (ISO 12232): 5.000; 40.000 bei maximaler Sensorverstärkung
  • Belichtungszeit 1 µs (QS-Modus) mit automatische FPN Korrektur (2,16 µs bei HQ-Modus)
  • Trigger 0-5 V TTL, Video-Trigger, ROC, BROC
  • Bildspeicherformate Raw bayer/ AVI/ MJPEG
  • On-Board Bildverarbeitung
  • CMOS-Sensor; Sensorgröße: 21,504×26,88 mm, Pixelgröße: 21 µm, Bittiefe 10 bit

Hersteller: IX-Cameras

AMLab-Standort: Garching

Das Hochgeschwindigkeits-Kamerasystem Olympus I-Speed von IX-Cameras nimmt mit dem CMOS Sensor Bilder bis zu einer Auflösung von 1280×1024 auf. Mit einer Lichtempfindlichkeit von bis zu ISO 40.000 und Bildaufnahmeraten bis 150.000 Bilder/Sek. ist diese Kamera geeignet, um hochdynamische Vorgänge aufzulösen.

Hochgeschwindigkeitskamera-Thermographiekamera Infratec ImageIR 8300

Technische Daten:

  • Spektralbereich: 2,0 – 5,7 µm
  • Pitch: 15 µm
  • Detektortyp: MCT oder InSb
  • Detektorformat: 640×512 Pixel
  • Bildformat mit opto-mechanischem MicroScan (IR-Pixel): 1.280 x 1.024 Pixel
  • Auslesemodus: ITR / IWR
  • Öffnungsverhältnis: f/3.0 oder f/2.0
  • Detektorkühlung: Stirlingkühler
  • Temperaturmessbereich: (-40 … 1.500)°C, bis zu 3.000°C
  • Messgenauigkeit: +- 1°C oder +- 1 %
  • Temperaturauflösung bei 30°C: < 0,02 K
  • IR-Bildfrequenz: Bis zu 125 / 404 / 1.051 / 2.996 Hz

Hersteller: InfraTec

AMLab-Standort: Garching

Die ImageIR Serie bietet 640×512 IR-Pixel eines hochauflösenden Detektors. Das modulare Konzept ermöglicht die nachträgliche Auf- und Umrüstung durch leistungsfähige Komponenten, wie Motorfokusoptiken oder Hochgeschwindigkeitsshutter. Die thermische Auflösung erlaubt die Erkennung von kleinsten Temperaturunterschieden (bis zu 0,02°C bei 30°C). Wärmebilder können mit Bildraten von bis zu 2996 Hz aufgenommen werden und geben so Einblick in die transienten Temperaturänderungen von Prozessen. Das 3D-Drucksystem VX500 von voxeljet fertigt schnell und wirtschaftlich Einzelformen und Kerne, wobei detailgenaue Kunststoffmodelle mit PMMA und hoher Oberflächenqualität möglich sind. Als Partikelmaterial kann Kunststoff oder Sand verwendet werden.

AMLab Powder Laboratory

Binder KMF 115 Klimaschrank

Technische Daten:

  • Innenraumvolumen: 102 l
  • Temperaturbereich: -10°C – 100°C
  • Mittlere Aufheizgeschwindigkeit: 1,3 K/min
  • Mittlere Abkühlgeschwindigkeit: 0,5 K/min
  • Feuchtebereich: 10 % – 98 % r.F.

Hersteller: Binder GmbH

AMLab-Standort: Augsburg

Der Binder KMF 115 Klimaschrank wird zur Erprobung der Lagerungs- und Handhabungsbedingungen von metallischen Pulvern verwendet. Dabei wird das Pulver über einen festgelegten Zeitraum einer definierten Temperatur und Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, um deren Einfluss auf die Pulver- und Bauteileigenschaften zu überprüfen.

Bruker G8 Galileo ON/H High Performance Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff-Analysator

Hersteller: Bruker

AMLab-Standort: Augsburg

Der Bruker G8 Galileo ON/H-Analysator wird im Powder Lab des AMLab zur Bestimmung von Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff in Pulvern verwendet, indem die Probe durch Trägergas-Schmelzextraktion geschmolzen wird und die dabei entstehenden Messgase automatisch überprüft werden. Hierdurch können beispielsweise Rückschlüsse auf den Einfluss der Lagerung, der mehrfachen Verwendung und der Korrosion von verschiedenen Pulverwerkstoffen gezogen werden.

Freeman Technology FT4 Powder Rheometer

© Image courtesy of Freeman Technology

Technische Daten:

  • Kraft: +/- 50N maximal (0.0001N Auflösung)
  • Drehmoment: +/- 900mNm maximal (0.002mNm Auflösung)
  • Vertikaler Verfahrweg: 185mm
  • Rotordrehzahl: 120 U/min maximal
  • Axiale Geschwindigkeit: 30 mm/sec maximal
  • Restenergieniveau in der Luft: < 2mJ

Hersteller: Freeman Technology Ltd.

AMLab-Standort: Augsburg

Mit diesem Pulverrheometer des Powder Lab können die Fließeigenschaften von Pulvern charakterisiert werden, die eine zentrale Rolle in pulverbettbasierten Fertigungsverfahren spielen: So werden zum Beispiel der Widerstand des Pulvers gegen das Fließen und die Scherkräfte des Pulvers an der Wand des Equipments (ASTM-Standard D7891) gemessen, wodurch Rückschlüsse auf deren Einfluss im Fertigungsprozess gezogen werden können.

Infrarot-Feuchtemessgerät Sartorius MA 100

Technische Daten:

  • Heizquelle: Halogenlampe
  • Ablesbarkeit: 0,1 mg, 0,001 %
  • Wägebereich max.: 100 g
  • Messgenauigkeit des Wägesystems: 0,1 mg
  • Temperaturbereich und -einstellung: 30°C – 180°C in 1-Grad-Schritten

Hersteller: Sartorius

AMLab-Standort: Augsburg

Der IR-Feuchtebestimmer MA 100 weist die größtmögliche Messgenauigkeit der aktuellen thermogravimetrischen Feuchtebestimmer auf und kann so Pulver auf ihren Feuchtegehalt überprüfen. Dabei beinhaltet es umfangreiche Funktionen und eine hohe Flexibilität, um auf häufig wechselnde Probenmaterialien oder veränderte Anforderungen an den Messablauf angepasst werden zu können.

Laserbeugungs-Partikelgrößenanalyse-Instrument Malvern Panalytical Mastersizer 3000E

© Image courtesy of Malvern Panalytical

Technische Daten:

  • Partikelgrößen: 0,1–1000 µm
  • Prinzip: Laserlichtstreuung
  • Analyse: Mie- und Fraunhofer-Streuung
  • Messgenauigkeit: Besser als 0,6 %

Hersteller: Malvern Panalytical

AMLab-Standort: Augsburg

Der Mastersizer 3000E von Malvern Panalytical wird innerhalb des AMLab zur Partikelgrößenmessung der Pulver eingesetzt. Hier werden nass- oder trockendispergierte Partikel mit einer Lichtquelle bestrahlt und anhand der Intensität des gestreuten Lichts bei Durchdringen der Partikelprobe und dem vorliegenden Beugungsmuster deren Größe und Form berechnet. Somit kann die Partikelgrößenverteilung von Pulvern überprüft und der Einfluss des Fertigungsprozesses auf diese nachvollzogen werden.