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 Messverfahren Schicht

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Bionik im Leichtbau
17.08.2018 | Technische Hochschule Mittelhessen

nachricht Phänomenologisches Berechnungskonzept verkürzt das Auslegen von Spritzgussformteilen
13.08.2018 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Die Mischung macht‘s: Jülicher Forscher entwickeln schnellladefähige Festkörperbatterie

Mit Festkörperbatterien sind aktuell große Hoffnungen verbunden. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Aus diesem Grund sind sie unempfindlich gegenüber Hitze und gelten als noch deutlich sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Jülicher Wissenschaftler haben nun ein neues Konzept vorgestellt, das zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als in der Fachliteratur bislang beschrieben. Die Verbesserung erzielten sie durch eine „clevere“ Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

Die geringe Stromstärke gilt als einer der Knackpunkte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Sie führt dazu, dass die Batterien relativ viel Zeit zum...

Im Focus: It’s All in the Mix: Jülich Researchers are Developing Fast-Charging Solid-State Batteries

There are currently great hopes for solid-state batteries. They contain no liquid parts that could leak or catch fire. For this reason, they do not require cooling and are considered to be much safer, more reliable, and longer lasting than traditional lithium-ion batteries. Jülich scientists have now introduced a new concept that allows currents up to ten times greater during charging and discharging than previously described in the literature. The improvement was achieved by a “clever” choice of materials with a focus on consistently good compatibility. All components were made from phosphate compounds, which are well matched both chemically and mechanically.

The low current is considered one of the biggest hurdles in the development of solid-state batteries. It is the reason why the batteries take a relatively long...

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dialog an Deck, Science Slam und Pong-Battle

21.08.2018 | Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Zukünftige Informationstechnologien: Wärmetransport auf der Nanoskala unter die Lupe genommen

21.08.2018 | Physik Astronomie

Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Auf dem Weg zur personalisierten Medizin

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics