Brückeninspektion im Taschenformat – Entwicklung eines mobilen Aufsatzmikroskops für die Zerstörungsfreie Prüfung

Von rund 8.000 stählernen Eisenbahnbrücken in Deutschland bestehen etwa 4.000 aus Altstahl, der älter als 80 Jahre ist – aus einer Zeit ohne einheitliche Werkstoffnormen. Ihr Zustand lässt sich bisher meist nur über entnommene Proben und Laboranalysen beurteilen. Auch der etablierte Folienabdruck (Replica-Technik) nimmt das Gefüge zwar vor Ort ab, ausgewertet wird er aber erst im Labor. Ziel meiner Arbeit war es daher, die Mikrostruktur metallischer Bauteile zerstörungsfrei und unmittelbar am Bauteil sichtbar zu machen. Im Rahmen von Jugend forscht habe ich ein mobiles Aufsatzmikroskop entwickelt, das optische Standardkomponenten mit selbst konstruierten, im 3D-Druck gefertigten Bauteilen zu einem funktionsfähigen Auflichtmikroskop verbindet. Tubus, modulare Objektivfassungen mit Schnellwechsel, ein magnetisches LED-Lichtmodul, eine Gewindefokussierung und eine magnetische Befestigung entstanden in über 50 Iterationen in Fusion 360. Das System ist netzunabhängig über USB-C betreibbar, bietet tauschbare Objektive und bis zu 800-fache Vergrößerung. Metallgefüge, Korngrenzen und Bearbeitungsspuren werden unmittelbar am Bauteil erkennbar – ohne Probenentnahme und Labor, durch 3D-Druck kostengünstig. Anwendung findet es bei der Prüfung von Stahlbrücken, in der Qualitätssicherung der Metallproduktion sowie bei Anlagenrevisionen.