Việc kết nối các loại kính hiển vi khác nhau mở ra những khả năng hoàn toàn mới trong việc đảm bảo chất lượng. Bằng cách này, sự kết hợp của ánh sáng, tia X và kính hiển vi điện tử quét cho phép pin cho xe điện được phân tích lỗi một cách hiệu quả và chính xác. Các giải pháp ZEISS với phần cứng được phối hợp và bộ dữ liệu tương thích với nhau đóng vai trò tiên phong ở đây – và giảm quy trình phân tích tốn thời gian trước đây xuống chỉ còn một vài bước lặp lại.
Tính di động chạy bằng điện ngày càng trở nên quan trọng và phổ biến trên toàn thế giới. Điều này đặt ra cho các nhà sản xuất ô tô những thách thức hoàn toàn mới. Ắc quy, pin thay thế bình nhiên liệu như bộ phận lưu trữ năng lượng chính, điều này làm tăng đáng kể các yêu cầu về dung lượng lưu trữ, hiệu suất và tuổi thọ. Các nhà sản xuất ô tô phản ứng bằng cách xây dựng chuyên môn và cơ sở hạ tầng công nghệ của họ để sản xuất pin. Ngoài ra còn có nhu cầu bổ sung các thành phần điện tử và bán dẫn, ví dụ như để lái xe tự động hóa cao, nội thất kỹ thuật số ngày càng tăng hoặc các hệ thống hỗ trợ tiên tiến như lidar (Phát hiện và đánh giá ánh sáng) để đo khoảng cách và tốc độ quang học.
Đổi mới yêu cầu đảm bảo chất lượng bền vững
Mặc dù ngành công nghiệp ô tô đang trải qua một giai đoạn đổi mới và thay đổi sâu sắc, nhưng các nhà sản xuất vẫn muốn mang đến cho khách hàng chất lượng và độ tin cậy như họ đã từng làm, đặc biệt là ở Đức. Đây là lý do tại sao đảm bảo chất lượng vẫn giữ được tầm quan trọng to lớn của nó trong quá trình chuyển đổi sang tính di động bằng điện và cũng giống như ngành công nghiệp ô tô nói chung, đang phải đối mặt với những nhiệm vụ mới sẽ phát triển với sự đổi mới ngày càng tăng. Do đó, các giải pháp không chỉ đáp ứng các yêu cầu hiện tại mà còn phù hợp với tương lai bằng cách có thể linh hoạt làm chủ các nhiệm vụ mới và quy trình làm việc. Các giải pháp kính hiển vi ZEISS hoạt động chính xác theo nguyên tắc này.
Kiểm tra pin với ZEISS Crossbeam
Với các mẫu xe như BMW i3 và i8, Tập đoàn BMW tại Munich là công ty tiên phong trong lĩnh vực xe điện cao cấp. Do đó, công ty có trụ sở tại Munich cũng đang giải quyết các nhiệm vụ đảm bảo chất lượng mới trong bối cảnh này với các tiêu chuẩn cao cấp. Đây là cách bộ phận Công nghệ kết hợp phân tích vật liệu và quy trình với một số loại kính hiển vi ZEISS để kiểm tra các thành phần như mô-đun và tế bào pin cũng như bảng mạch cho các thành phần điện tử đến nanomet và để loại bỏ các hỏng hóc có thể xảy ra trước khi chiếc xe được hoàn thiện một vài chiếc đầu tiên. Bộ phận kiểm tra thành phần hóa học của các thành phần này cũng như sự thay đổi của vật liệu trong quá trình sử dụng bằng cách thực hiện các cuộc kiểm tra ngẫu nhiên. Tuy nhiên, phân tích lỗi và ngăn ngừa lỗi chỉ là một khía cạnh:
Kính hiển vi điện tử quét tia chéo ZEISS (SEM) nằm ở cốt lõi của các quá trình này, một biến thể trong đó một chùm ion bổ sung (FIB) được tích hợp để cấu trúc các mẫu. Biến thể này đã được chọn, vì các khu vực quan tâm liên quan đến pin nằm bên dưới bề mặt. Chùm ion hội tụ (FIB) có thể phơi bày cụ thể những thứ này, SEM phân tích chúng trong phạm vi nanomet, tất cả đều sử dụng cùng một thiết bị.
ZEISS Crossbeam kết hợp nhiều hệ thống khác nhau để đạt được mục tiêu này: Hệ thống này bao gồm hệ thống EDX, cho phép đưa ra các tuyên bố về nồng độ của các nguyên tố nhất định trong một mẫu. Nó cũng có một hệ thống EBSD cho biết cấu trúc tinh thể nào hiện diện trong mẫu, kích thước của chúng và cách chúng được định hướng. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, nó cung cấp sự kết hợp giữa khối phổ thời gian bay và khối phổ ion thứ cấp: Điều này đặc biệt liên quan đến việc thử nghiệm pin lithium-ion vì sự kết hợp này có khả năng đặc trưng cho lithium.
Hiệu quả nhờ kính hiển vi được kết nối
Chỉ sử dụng kính hiển vi điện tử quét sẽ gây ra một vấn đề khi đối mặt với nhiệm vụ này. Một tế bào pin dài từ 10 đến 20 cm, nhưng SEM đặc trưng cho các mục trên quy mô nanomet. Chi tiết hóa một lỗi sẽ là một công việc tẻ nhạt. BMW do đó cũng dựa vào kính hiển vi ánh sáng và tia X từ ZEISS để chuẩn bị phân tích. Sử dụng máy X-quang ZEISS Xradia, các kỹ sư thử nghiệm có thể chụp X-quang pin và bằng cách này, xác định khu vực quan tâm trên cơ sở hình ảnh X-quang.
Dữ liệu thu được theo cách này sau đó có thể được nhập vào phần mềm ZEISS SmartSEM và ZEISS Atlas của ZEISS Crossbeam, nhờ đó các khu vực mẫu liên quan có thể được FIB chuẩn bị cụ thể ngay lập tức và SEM kiểm tra. Điều này giúp tránh việc tìm kiếm kéo dài và chuẩn bị thủ công cho phần mong muốn. Hơn nữa, không có hư hỏng đối với mẫu, có thể xảy ra trong quá trình nghiền thủ công và làm sai lệch kết quả phân tích. Mối tương quan độc đáo của dữ liệu kính hiển vi mà chỉ danh mục đầu tư nối mạng ZEISS mới có thể cung cấp, do đó cho phép giảm đáng kể thời gian làm việc và đồng thời tăng chất lượng của kết quả phân tích.
Tương quan dữ liệu cho phép cộng tác trên nhiều vị trí
Tuy nhiên, không phải tất cả các vị trí đều cho phép cài đặt ZEISS Crossbeam. Khả năng tương thích giữa phần mềm ZEISS của các loại kính hiển vi khác nhau cho phép cộng tác hiệu quả. Điều này có nghĩa là các kỹ sư kiểm tra tại các địa điểm khác có thể sử dụng kính hiển vi ánh sáng và phần mềm lõi ZEISS ZEN để thực hiện phân tích sơ bộ và dán nhãn các khu vực quan tâm. Họ có thể tiếp tục sử dụng các tập dữ liệu trong phần mềm ZEISS SmartSEM và ZEISS Atlas cũng như thực hiện phân tích chi tiết với ZEISS Crossbeam tại đây.
Tùy chọn so sánh các hình ảnh electron, nguyên tố và tia X trực tiếp với nhau, cũng như tùy chọn tải các tập dữ liệu ZEISS vào phần mềm bên ngoài, đảm bảo tính linh hoạt tối đa.
Sử dụng linh hoạt ngay cả trong tương lai
Sự kết hợp của các công cụ phân tích khác nhau mà quá trình này có thể thực hiện được cũng được các nhà sản xuất khác đánh giá cao. Ví dụ, họ sử dụng các thiết lập tương tự để phân tích chất lượng của da hoặc vải để bọc ghế hoặc độ ăn mòn dưới lớp sơn. Các thành phần điện tử và bán dẫn được đề cập ở trên cũng sẽ được nghiên cứu một cách hiệu quả và có mục đích theo cách này. Dù người dùng có thể phải đối mặt với bất kỳ nhiệm vụ với kính hiển vi nào trong tương lai – các giải pháp kính hiển vi được nối mạng từ ZEISS mang lại hiệu quả và tính linh hoạt cần thiết trong môi trường công nghiệp 4.0 ngày nay.
Khách hàng của ZEISS được hưởng lợi từ các giải pháp tích hợp được điều chỉnh cụ thể cho các yêu cầu hiện tại của họ và cũng có thể được điều chỉnh cho các mục đích sử dụng khác. Cuối cùng, khả năng nâng cấp và cập nhật của tất cả các giải pháp ZEISS đảm bảo tính bền vững để người dùng không phải liên tục mua thiết bị mới khi họ cần mở rộng ứng dụng của mình. Điều này đảm bảo rằng khách hàng của ZEISS luôn đi đầu trong công nghệ – cả hiện tại và tương lai.
