NEWS MOTIVEXLAB: ARRIVA IL NUOVO MICROSCOPIO OTTICO 3D

Il 2021 è iniziato all’interno del Laboratorio Prove MotivexLab, e si apre con una novità.
Dopo il microscopio elettronico a scansione SEM con microsonda EDS ed il nuovissimo impianto di Tomografia Industriale Computerizzata, il Laboratorio celebra l’inizio del nuovo anno con l’arrivo del Microscopio Ottico Digitale 3D.

Il nuovissimo Microscopio Ottico 3D del Laboratorio MotivexLab

Oggi, il mio compito è quello di raccontarvi questa meraviglia della tecnologia e spiegarvi perché, unito alle mani esperte dei Tecnici di Laboratorio MotivexLab, costituirà un’importante risorsa per le Prove di Laboratorio di cui avrai bisogno.

Partiamo dalle caratteristiche.

• • • Il microscopio dispone di ottiche telecentriche. Questo tipo di ottica assicura lo stesso ingrandimento indipendentemente dalla distanza del campione analizzato o dalla posizione. Il risultato è quello di una rappresentazione piana della profondità spaziale dell’immagine, quindi con oggetti posizionati a due differenti distanze si avrà la perfetta rappresentazione della loro reale dimensione. Le ottiche convenzionali, al contrario, hanno un campo visivo con un ingrandimento variabile in base alla distanza dall’ottica.
      

      La differenza di acquisizione tra i due tipi di ottiche?

      Se immaginiamo di acquisire le rotaie di una ferrovia con un’ottica tradizionale, le rotaie sembrano convergere verso un punto man mano che si allontanano. Questo può essere utile nella rappresentazione della realtà, ad esempio nella foto di un paesaggio darebbe l’impressione di profondità nel modo in cui siamo abituati a percepire lo spazio. Nel caso di un’ottica telecentrica le stesse rotaie vengono invece acquisite come due linee parallele.
      Mediante questo esempio è possibile comprendere che l’ottica telecentrica è fondamentale per eseguire misurazioni dimensionali accurate, non esistendo distorsioni tra le varie parti del campione poste a varie distanze dall’obiettivo. In definitiva viene eliminato l’errore di parallasse.

    • Mediante l’utilizzo di obiettivi intercambiabili, è possibile realizzare sia acquisizioni macroscopiche che microscopiche con un unico strumento, raggiungendo ingrandimenti molto elevati.
      Il Laboratorio MotivexLab dispone di 3 obiettivi (3x, 10x e 20x) che permettono di coprire un campo di ingrandimento finale compreso tra 42 e 2800 ingrandimenti. La sostituzione degli obiettivi è rapida e lo strumento si adatta ad ogni obiettivo inserito, riconoscendolo automaticamente.



Le ottiche del Microscopio 3D

• • • Il microscopio permette di realizzare un’acquisizione in campo chiaro (BF), in campo scuro (DF), combinato, con polarizzazione ed interferenza differenziale.
      La commutazione è immediata, e permette di ottenere la migliore visione della superficie in esame, valorizzando il contrasto oppure la morfologia.

   

  • • Mediante il tavolino motorizzato gestito dal software, è possibile acquisire superfici o campioni che normalmente non rientrano nell’inquadratura dell’obiettivo utilizzato (ad esempio, è possibile fotografare e misurare la sezione di un giunto saldato molto grande, oppure una superficie di frattura estesa).
      L’immagine complessiva del campione si ottiene mediante lo stitching (unione) di numerose singole immagini affiancate.
      La zona di sovrapposizione, inoltre, viene elaborata da algoritmi software, in modo da risultare totalmente invisibile.

   

  

  • • La possibilità del microscopio di muoversi anche sull’asse Z motorizzato (corsa di 50 mm), permette di avere una profondità di campo molto ampia rispetto ad un tradizionale microscopio; in questo modo è possibile ottenere immagini a fuoco di superfici elaborate che successivamente, mediante elaborazione tridimensionale del software, possono essere osservate nel dettaglio mediante intuitiva manipolazione a monitor.

   

  • L’acquisizione tridimensionale di superfici permette di eseguire numerosi tipi di misure del profilo (lunghezze, angoli, ecc..) senza sezionare o distruggere il campione.
    Inoltre, è possibile eseguire la misurazione della rugosità della superficie, in zone che normalmente risulterebbero non raggiungibili da un classico rugosimetro con tastatore a contatto. È sufficiente che la superficie sia otticamente visibile e raggiungibile dall’illuminazione del microscopio.

Sento già quello che stai pensando.
“Beh, certo. Con caratteristiche come queste, chiunque riuscirebbe ad avere ottimi risultati.”

E invece no, te lo posso assicurare.
Ecco perché, in MotivexLab, alla migliore tecnologia, viene sempre affiancata l’esperienza e la competenza di Tecnici di Laboratorio Qualificati.

Questo mi porta al secondo punto.

Come il Microscopio Ottico Digitale 3D migliora l’accuratezza e la velocità di esecuzione delle prove di Laboratorio.

All’interno di MotivexLab, vengono svolte diverse analisi che utilizzano come strumento il microscopio ottico.
Perché, quindi, scegliere un Microscopio Digitale 3D?
Uno dei requisiti fondamentali da soddisfare è sicuramente l’accuratezza.
All’interno del Laboratorio, è richiesta un’accuratezza minima di 1 μm per le misure dimensionali e l’integrazione in un solo strumento di funzioni avanzate quali l’elaborazione tridimensionale e la caratterizzazione di rugosità di superfici non normalmente misurabili con strumenti tradizionali.

Dopo aver provato il microscopio, nell’estate del 2020, i Tecnici hanno espresso le loro opinioni:

“Il Microscopio Ottico Digitale 3D è usato come strumento primario nell’analisi delle strutture e delle superfici dei materiali metallici. Pur offrendo sei metodi di osservazione (campo chiaro BF, campo scuro DF, combinato, polarizzazione ed interferenza differenziale), la semplicità operativa del microscopio rappresenta un vantaggio concreto.
È apprezzata la presenza di un semplice pulsante per passare tra i sei diversi metodi di osservazione, senza quindi dover interrompere l’osservazione del campione.
Inoltre, è stata trovata molto utile la funzione di anteprima multipla, che permette di confrontare contemporaneamente sullo schermo immagini acquisite con diversi metodi per selezionare la migliore.

Inoltre, la visualizzazione delle anteprime consente la scelta del miglior metodo di acquisizione, funzione piuttosto utile. Con i microscopi convenzionali le condizioni di osservazione devono essere ogni volta regolate con precisione per acquisire due tipi di immagini: un’immagine che fornisca una visione d’insieme e una a maggiore ingrandimento per il dettaglio del difetto. Il microscopio digitale ha eliminato la necessità di questo tipo di regolazione, permettendo di risparmiare molto tempo nella realizzazione delle operazioni.”

Un’altra funzionalità che il tecnico ha trovato utile per le operazioni di analisi dei campioni è il meccanismo di cambio degli obiettivi.

“Quando si cambia campione, è utile cambiare velocemente ingrandimento dell’obiettivo. Alcune volte è più semplice trovare la causa di una rottura osservando l’intero campione con un obiettivo a ingrandimento inferiore, pertanto rappresenta una funzionalità utile da utilizzare quando si osserva e analizza una failure. Con i microscopi digitali convenzionali il cambio degli obiettivi risulta complesso e dispendioso in termini di tempo, in quanto l’obiettivo deve essere ruotato e la messa a fuoco e l’illuminazione corretta sono da reimpostare; il meccanismo di scorrimento del microscopio digitale ha semplificato il cambio degli obiettivi e non mi devo preoccupare della calibrazione”.

I tecnici hanno espresso inoltre la loro soddisfazione, in termini di prestazioni, dell’ampio intervallo di ingrandimenti raggiungibili con i tre obiettivi a disposizione.
Ogni file di immagine acquisito con il microscopio contiene informazioni sulle condizioni applicate come: ingrandimento, metodo di illuminazione e configurazioni della fotocamera.
Queste condizioni possono essere recuperate cliccando semplicemente sull’immagine.
Questo permette di risparmiare tempo, in modo particolare quando diversi operatori utilizzano il microscopio. Possono evitare di cercare ogni volta le condizioni di osservazione ottimali, permettendo l’esecuzione di un’analisi più efficiente ed efficace.

Insomma.
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