Kundenbericht 29.02.2024 5 min Lesezeit
Qualitätssicherung in der Stahlbranche.​

Kombinierte ZEISS Mikroskopie für Werkstoffprüfung

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Die Stahlbranche steht vor großen Herausforderungen. Qualität wird da zu einem zentralen Erfolgsfaktor. Die SPC Werkstofflabor GmbH ist Servicepartner der Branche und setzt dabei auf eine Kombination von Licht- und Rasterelektronen-Mikroskopie von ZEISS.

Stahl muss halten. ​

Die Stahlindustrie ist in einer schwierigen Lage: Ob im Automobilbereich, im Maschinenbau, in der Bau- oder Elektroindustrie – die Anforderungen an Bauteile aus Stahl werden immer höher.​

„Die Anforderungen an Bauteile aus Stahl werden immer höher“, sagt Alexander Meier, Geschäftsführer des akkreditierten Werkstofflabors SPC. „Zugleich sinkt das Angebot und steigen die Preise beim Rohstahl.“ Verarbeitungsqualität und Effizienz werden da umso wichtiger. Als Servicepartner für Werkstoffprüfung und Schadensanalyse unterstützt SPC die Branche dabei – und setzt bei seiner Arbeit seit vielen Jahren auf Mikroskopielösungen von ZEISS. Alexander Maier erklärt: „Optimal aufeinander abgestimmte Hard- und Softwarelösungen, Cloud-Dienste zum Teilen der Ergebnisse und leistungsstarke Automatisierungsfunktionen bedeuten, dass wir zuverlässig reproduzierbare Ergebnisse liefern, und das so effizient wie möglich – genau das ist in der derzeitigen Lage gefragt.“

Martin Negele
Alexander Maier Geschäftsführer des akkreditierten Werkstofflabors SPC​

Optimal aufeinander abgestimmte Hard- und Softwarelösungen, Cloud-Dienste zum Teilen der Ergebnisse und leistungsstarke Automatisierungsfunktionen bedeuten, dass wir zuverlässig reproduzierbare Ergebnisse liefern, und das so effizient wie möglich – genau das ist in der derzeitigen Lage gefragt.

Niedrigere Qualität von Rohstahl und Schrott​

Thomas Schaupp ist Laborleiter bei SPC. Auch er kennt die Schmerzen der Stahlindustrie nur zu gut: „Ein sehr hoher Anteil des Rohstahls kam bis vor zwei Jahren aus Russland, und der war sehr hochwertig.“ Der Ersatzstahl aus anderen Quellen sei jetzt von schlechterer Qualität, dasselbe gelte für den Schrottanteil, der Stahlprodukten immer anteilig beigemischt wird.
Das hat oft gravierende Folgen für die daraus entstehenden Bauteile, wie bei einer Ritzelwelle, die ein Stahlhändler bei SPC zur Prüfung eingereicht hat. Thomas Schaupp erklärt: „Der Hersteller der Ritzelwelle hat sich bei unserem Kunden beschwert, nachdem eine komplette Charge der Ritzelwellen im Herstellungsprozess der Länge nach aufriss. Er hat uns damit beauftragt, nach der Ursache zu forschen.“

Lower quality of crude steel and scrap
Der Hersteller der Ritzelwelle benötigt eine Ursachenanalyse des Schadens. Eine schnelle Schadensanalyse ist wichtig, damit der Hersteller nicht in Lieferverzug gerät.​
Georg Knoll
Thomas Schaupp Laborleiter bei SPC.​

Der Hersteller der Ritzelwelle hat sich bei unserem Kunden beschwert, nachdem eine komplette Charge der Ritzelwellen im Herstellungsprozess der Länge nach aufriss. Er hat uns damit beauftragt, nach der Ursache zu forschen.

Prüfung mit Licht- und Rasterelektronenmikroskopie.

Eine visuelle Prüfung ließ vermuten, der Riss sei durch eine Beschädigung an der Oberfläche des rohen Teils beim Härteprozess entstanden. Doch die Analyse mit dem Digitalmikroskop ZEISS Smartzoom 5 legte einen anderen Schluss nahe, sagt Thomas Schaupp: „Um die zentrale Achse war eine ‚Verzunderung‘, also Oxidation des Stahls erkennbar. Der Bruch entstand also von innen.“

Prüfung mit Licht- und Rasterelektronenmikroskopie​
Die Analyse mit dem Digitalmikroskop ZEISS Smartzoom 5 zeigt: Um die zentrale Achse war eine ‚Verzunderung‘, also Oxidation des Stahls erkennbar. Der Bruch entstand also von innen.
Die Probe wird mit dem ZEISS Axio Imager, ein hochauflösendes Weitfeldmikroskop für automatisierte Materialforschung, untersucht.​
Die Probe wird mit dem ZEISS Axio Imager, ein hochauflösendes Weitfeldmikroskop für automatisierte Materialforschung, untersucht.​

Ein metallografischer Schliff sollte weiter Aufschluss geben. Hierfür untersuchten die Mitarbeiter von SPC die Probe mit dem hochauflösenden Weitfeldmikroskop ZEISS Axio Imager. Thomas Schaupp berichtet: „Die Analyse hat bestätigt, dass nahe der zentralen Achse eine ‚Seigerung‘ stattgefunden hat, also eine Verunreinigung; zusätzlich sahen wir nichtmetallische Einschlüsse. Dadurch wurde der Stahl spröde.“

Um zu erkennen, aus welchen Materialien die Verunreinigung besteht, prüften die Mitarbeiter den metallografischen Schliff von der Ritzelwelle mit dem Rasterelektronenmikroskop ZEISS EVO. Das Ergebnis: Im Stahl der Ritzelwelle gab es nah der zentralen Achse nichtmetallische Einschlüsse mit hohen Gehalten an Mangan und Schwefel sowie Seigerungen der Elemente Schwefel und Phosphor. „Normalerweise wären diese Verunreinigungen noch tolerierbar“, sagt Thomas Schaupp, „aber genau an dieser Stelle wurde eine Bohrung angesetzt, die das Material besonders strapaziert hat, und es kam zum Bruch.“

Im letzten Schritt galt es zu erkennen, aus welchen Materialien die Verunreinigung besteht.
Im letzten Schritt galt es zu erkennen, aus welchen Materialien die Verunreinigung besteht. Hierfür wird ein Bruchstück von der Ritzelwelle mit dem Rasterelektronenmikroskop ZEISS EVO untersucht. ​
Mit ZEISS 30 % schneller zu zuverlässigen Ergebnissen​
„(...) das macht ZEISS einzigartig: die optimal aufeinander abgestimmte ​ Hard- und Software, was es so bei keinem anderen Hersteller gibt,” sagt Thomas Schaupp.​

Mit ZEISS 30 % schneller zu zuverlässigen Ergebnissen​

Durch den korrelativen Workflow zwischen Licht- und Rasterelektronen-Mikroskopie von ZEISS konnte das SPC Werkstofflabor dieses Ergebnis innerhalb weniger Tage ermitteln. „Unsere Kunden brauchen verlässliche Ergebnisse, und zwar schnell“, sagt Thomas Schaupp. „Denn Mängel in Werkstoffen wie Stahl führen bei unseren Kunden zu hohen Kosten.“

Für den Laborleiter gibt es daher keine Alternative für ZEISS: „Hard- und Software sind optimal aufeinander abgestimmt. Da funktioniert alles intuitiv und einfach, und dank der Automatisierungsfunktionen schnell und effizient. Das erlaubt reproduzierbare Ergebnisse, unabhängig vom Nutzer. Ohne ZEISS würden unsere Prozesse sicher 30 Prozent länger dauern.“

Alexander Maier, Geschäftsführer und Thomas Schaupp, Laborleiter bei SPC.​
Alexander Maier, Geschäftsführer und Thomas Schaupp, Laborleiter bei SPC.​
Das Ergebnis zeigt: Im Stahl der Ritzelwelle gab es nah der zentralen Achse nichtmetallische Einschlüsse mit hohen Gehalten an Mangan und Schwefel sowie Steigerungen der Elemente Schwefel und Phosphor.
Das Ergebnis zeigt: Im Stahl der Ritzelwelle gab es nah der zentralen Achse nichtmetallische Einschlüsse mit hohen Gehalten an Mangan und Schwefel sowie Steigerungen der Elemente Schwefel und Phosphor.

Zudem bietet ZEISS die cloudbasierte Datenbank ZEISS ZEN Data Storage, mit der die Ergebnisse der Materialanalysen mit Kunden geteilt werden können – für Thomas Schaupp ein weiterer wichtiger Effizienz- und Service-Faktor. An der langen Partnerschaft soll sich daher auch nichts ändern, sagt Thomas Schaupp: „Zu ZEISS gibt es in jeglicher Hinsicht kurze Wege. Wenn wir Service benötigen, geht das schnell, man kennt sich gegenseitig. Und ZEISS versteht unsere Bedürfnisse, warum soll ich da wechseln?“

Georg Knoll
Thomas Schaupp Laborleiter bei SPC

(...) das macht ZEISS einzigartig: die optimal aufeinander abgestimmte Hard- und Software, was es so bei keinem anderen Hersteller gibt. Da funktioniert alles intuitiv und einfach, und dank der Automatisierungsfunktionen eben auch schnell und effizient.​

Stahl muss halten. ​

Kombinierte ZEISS Mikroskopie für die Werkstoffprüfung.​

Fakten

Fakten und Zahlen zur Effizienzsteigerung​

+ 30%

30 % schneller zu zuverlässigen Ergebnissen: durch den korrelativen Workflow zwischen Licht-, Digital- und Elektronen-Mikroskopie von ZEISS.

unique

Die optimal aufeinander abgestimmte Hard- und Software, gibt es so bei keinem anderen Hersteller.

via cloud

Mit der cloudbasierten Datenbank ZEISS ZEN Data Storage, können Ergebnisse der Materialanalysen transparent und komfortabel geteilt werden.​

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ZEISS IMS Kundenstory SPC Metallographie DE, Flyer

ZEISS IMS Kundenstory SPC Metallographie DE, Flyer
Seiten: 7
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