Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lack Schicht für Schicht bestimmt

06.10.2000


Mit dem »TRIBO-TESTER« werden Verschleißeigenschaften von Hartstoffschichten beurteilt. Wissenschaftler des Fraunhofer IPA haben ihn weiterentwickelt und können nun an organischen Beschichtungen
Lackhaftungseigenschaften detailliert untersuchen und Aussagen über die Härte der einzelnen Lackschichten treffen.

Die Anforderungen an lackierte Werkstückoberflächen sind in den letzten Jahren erheblich gestiegen. Sowohl an optische als auch an funktionelle Eigenschaften einer Beschichtung werden immer höhere Qualitätsansprüche gestellt. Die bisher üblichen empirischen Mess- und Prüfverfahren reichen oftmals nicht mehr aus, um diese Qualität zu garantieren. Neue, differenzierende Messverfahren sind gefragt, die beispielsweise bei der Haftfestigkeitsbewertung von Mehrschichtaufbauten sämtliche Schichten einzeln auflösen können. Da die sich verschärfende Wettbewerbssituation zunehmend schnellere Produktentwicklungszeiten fordert, sollten diese idealerweise schon im Vorfeld der Entwicklung schnelle und zuverlässige Aussagen über die zu erwartende Beschichtungsqualität und die Güte des Produktionsprozesses liefern. Wissenschaftler der Abteilung Lackiertechnik am Fraunhofer IPA haben darum ein gängiges Verfahren aus der Hartstofftechnik, bei dem mit dem sog. »TRIBO-TESTER« Verschleißeigenschaften von Hartstoffschichten beurteilt werden, aufgegriffen und für die Anwendungen an organischen Beschichtungen weiterentwickelt.

Die messtechnische und rechnerische Erfassung einzelner Materialkenngrößen ist zwar weitestgehend durch das Deutsche Institut für Normung e. V. und in entsprechenden Empfehlungen festgelegt. Die praxisorientierte Anwendung der bislang am Markt vorhandenen Messgeräte in der Lackiertechnik erweist sich allerdings oft als schwierig, da sie häufig nur eine Kombination mehrerer Werkstoffeigenschaften erfassen. So werden beispielsweise bei der Haftprüfung durch den »Multisteinschlag« gleichzeitig auch Effekte der Kratzfestigkeit, des elastisch-plastischen Verhaltens und des Verschleißverhaltens mit erfasst. Eine gültige Aussage über die Zwischenhaftung der Lackschichten ist nicht möglich. Selbst wenn man die Haftfestigkeit eines Mehrschichtaufbaus mit dem Gitterschnittverfahren (nach DIN 53 151) oder der Stirnabzugmethode (nach DIN 53 232) bestimmt, kann nicht zwischen mangelnder Zwischenschichthaftung an den Grenzflächen des Systems (Adhäsionsbruch) und der durch ungenügende Verfilmung hervorgerufenen Schwächung des kohäsiven Beschichtungsgefüges unterschieden werden.

Diese Prüfungen geben auch keinen ganzheitlichen Überblick über die Haftfestigkeiten, da nur der Bruch des »schwächsten Gliedes« zu einer Aussage führt. Zudem können der subjektive Einfluss des Prüfers oder die mangelnde Sorgfalt bei der Probenvorbereitung zu einer Fehlinterpretation oder zu einer ungenügenden Reproduzierbarkeit der Messergebnisse führen.

Anders das am Fraunhofer IPA weiterentwickelte Messverfahren: Hierbei wird ein kugelförmiger Prüfstylus in einer Oszillationsbewegung mit konstanter Gleitgeschwindigkeit und ebenfalls konstanter, senkrecht einwirkender Normalkraft durch jede Schicht geführt. Jedem Hub ist so eine messbare Reibkraft zugeordnet, die gleichzeitig mit dem berechneten Reibwert als charakteristische Verlaufskurve graphisch ausgegeben wird. Vergleicht man die hieraus resultierenden Kurvenverläufe mit den Ergebnissen konventioneller Prüfmethoden, so zeigt sich, dass sie mit der Multisteinschlagprüfung (nach VDA) und gängigen Härtemessverfahren (Universalhärte nach Fischer, DIN 55 676 und Pendeldämpfung nach König, DIN 53 157) korrelieren. In Bezug auf die Haftfestigkeit sind im Gegensatz zum Gitterschnittverfahren Mängel im Haftungsverbund von Mehrschichtaufbauten anhand von Reibwerteunterschieden in den Grenzschichtbereichen erkennbar. Die entstehende Reibspur kann zu jeder Zeit des Prüfverlaufs mit einem digitalen Videomikroskop optisch vermessen werden. Das neue Verfahren eröffnet somit zahlreiche neue Möglichkeiten, Lackhaftungseigenschaften detailliert zu untersuchen und gleichzeitig Aussagen über die Härte organischer Beschichtungen zu treffen.


Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Ing. (FH) Dirk Michels, Telefon: 0711/970-1768, Telefax: 0711/970-1001, 
E-Mail: dkm@ipa.fhg.de
Dipl.-Ing. Andreas Scheibe, Telefon: 0711/970-1729, Telefax: 0711/970-1001, 
E-Mail: aas@ipa.fhg.de

Dipl.-Ing. Michaela Neuner | idw

Weitere Berichte zu: Beschichtung Haftfestigkeit Lack Lackschicht Messverfahren Schicht

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide
20.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Metamaterial: Kettenhemd inspiriert Physiker
19.01.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ein neuer Index zur Diagnose einer nichtalkoholischen Fettlebererkrankung

20.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das Cockpit für Kühlgeräte

20.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Der Hausschwamm als Chemiker

20.01.2017 | Biowissenschaften Chemie