[LS] ランチョンセミナー　新興精機

[LS6] 材料内部の３次元像の取得と解析方法

*Shinkouseiki co.Ltd.¹ (1. Shinkouseiki Co. Ltd.)

材料内部の３次元像の取得と解析方法


　昨今、国内基幹産業である製造業などにおいて、製品開発、品質検証の重要性が取上げられ、その向上施策、改善施策の履行が求められていることはご承知の通りかと存じます。
その様な流れの中、これまでの２Dによる観察よりも３Ｄによる観察計測分析の重要度が増しております。
今回ご紹介します、全自動シリアルセクショニング３Ｄ顕微鏡“Genus_3D”は､材料の開発､検証の要となる３次元像観察の全自動化を図った製品です。
また、“Genus_3D”により取得した連続画像を、材料情報統合システム“MIPHA”を使用する事により、複雑な操作を行うことなく解析、逆解析を行うことが可能となります。
現在､企業内研究用途､大学での研究等でのご利用を頂いておりますが､今後は更に利用分野が拡大され、ラボ主体からフィールドへと活用シーンが拡張していくと思われます。


シリアルセクショニング方式３D顕微鏡：Genus_3D
～３D観察の空白を埋め､材料のありのままの形態の観察を可能～

全自動シリアルセクショニング３Ｄ顕微鏡”Genus_3D”は試料の位置精度に優れ、高効率で様々な材料に適用可能です。一連の組織観察過程である観察、研磨、洗浄・エッチングを繰り返し全自動で行い、そこで得た逐次研磨像を再構築することによって多彩な材料の３Ｄ組織像が効率よく取得できる事により、高効率、高精度、適用範囲の広い３Ｄ組織観察が可能となりました。

光学顕微鏡解像度：200～300nm
視野範囲：数mm～数10μm
セクショニング間隔：100nm～3μm

Genus_3Dの特徴
１、FIB-SEMとX線CTとの中間の視野大きさで、最も実用的な視野範囲の３D像を高解像度で網羅する事が可能となります。
２、全自動で化学的エッチング又は電解エッチングを行うことが可能で、材料内部の組織形態を組み合わせた３D観察が可能です。
３、動作途中で試料を取り外す事が可能で、他の分析器と組み合わせて３D分析に利用し再度試料を取り付けて観察を続行する事も行えます。
４、多彩な撮影機能により様々な種類の試料の画像を取得できます。


材料情報統合システム：MIPHA
～機械学習を活用した組織評価･特性推定･逆解析～

材料工学的に重要な２Ｄ/３Ｄ組織特徴量（material genome)を画像から自動抽出する機能に最大の特徴があり、加えてニューラルネットワークを使った順解析、逆解析が可能なスタンドアロン型解析ソフトウェアです。

このシステムを活用してデータを効率よく増やすことが出来れば、“Genus_3D”により試料を撮影した画像を” MIPHA”で解析することで材料の特性解析ができ、また要望する特性が得られる組織候補を提示する事が可能になる可能性を秘めています。

１、機械学習型画像処理にて組織抽出します。
２．組織を定量評価します。
例：【2D】粒径、面積率、真円度、アスペクト比、凸度、
　　　　 【3D】体積、表面積、種数、オイラー標数、貫通した穴の数、内在する空洞の数など
３．機械学習により特性を推定します。順解析。
４．要望する特性を満足する組織因子を提示します。逆解析。

評価項目 2D Count、面積、%Area、Circ.、Solidity、長、フェレ径
3D　Count、Volume、Area、ガウス、平均曲率、Genus、Euler-Poincare、貫通する第二相、内在する第二相、内在する第二相、フェレ径（長軸、幅、短軸）、真球度、フラクタル次元、分岐点数