Lackschichten im Fahrzeugbau

Autolack schützt Karrosserien von Fahrzeugen gegen Einflüsse von Temperatur, Feuchtigkeit oder Salz und erfüllt zudem dekorative Zwecke. Schichtdicke und mechanische Eigenschaften des Fahrzeuglacks sind entscheidend für die Funktion. Fischer bietet vielfältige Messgeräte zur Qualitätskontrolle von Lackschichten, mit denen Sie zum Beispiel Oberflächenhärte und Kratzfestigkeit sicher bestimmen.

Schichtdicke von Fahrzeuglack präzise bestimmen

Application Notes

Mechanische Charakterisierung von Automobillacken

Alltägliche Umwelteinflüsse wie extreme Tempera­turschwankungen oder Feuchtigkeit und Salze stellen eine besondere Herausforderung für die in der Automobilindustrie verwendeten Lackschichten dar, welche zum Schutz vor Korrosion und äußeren Beschädigungen eingesetzt werden. Außerdem sollen diese Lacke widerstandsfähig gegenüber Steinschlag und Kratzern, z. B. durch Autowaschanlagen, sein. Dazu benötigen die Lacksysteme nicht nur eine entsprechende Härte, sondern müssen auch eine gewisse Zähigkeit (Elastizität) aufweisen.

Autolacke haben verschiedene Funktionen zu erfüllen und besitzen demzufolge auch sehr unterschiedliche Eigenschaften. Diese können mittels der instrumen­tierten Eindringprüfung und den dadurch gewonnenen Kenngrößen schnell und einfach differenziert und bestimmt werden:

Die Martens-Härte (HM) oder die Martens-Härte nach dem Kriechen
(­HMCR) berücksichtigen die plastische und elastische Verformung der Lackschicht. Dagegen werden bei der Eindringhärte (HIT) nur die plastischen Einflüsse betrachtet. All diese Härte-Kenngrößen erlauben Rückschlüsse auf die Alterung der Lackschicht, deren Aushärtung, die Vernetzung, die Versprödung durch UV-Bestrahlung, die Härteänderungen durch Temperatureinflüsse und den Polymerisationsgrad.

 

Abb. 1: Bewetterungs-Rack in Florida der Fa. Atlas mit verschiedenen Karosserie-Bauteilen aus dem Automobilbereich

Einer der wichtigsten Vorteile der instrumentierten Eindringprüfung ist die Bestimmung von elastischen Eigenschaften. So lassen sich Eindringmodul (EIT), die elastische Rückverformung (hIT), das Kriechen bei maximaler Kraft (CIT 1) und das Kriechen bei minimaler Kraft (CIT 2) ermitteln. Diese Kenngrößen erlauben eine Bewertung der Lacke bezüglich deren visko-elastischer Eigenschaften und damit ihrer Empfindlichkeit gegenüber Witterungseinflüssen, der Steinschlaganfälligkeit und dem Ausheilen der Schicht bei Kratzern (Reflow-Verhalten).

Probe

HM

[N/mm²]

hIT

[%]

C IT 1

[%]

C IT 2

[%]

E IT

[kN/mm²]

A (Mittelwert)

(Standardabw.)

42,9

1,2

23,4

0,8

18,4

0,2

-10,6

0,3

1,39

0,1

B (Mittelwert)

(Standardabw.)

143,0

5,6

45,7

0,4

6,1

0,1

-9,0

0,3

3,07

0,1

Abb. 2: Verlauf der Martens-Härte und plastische und elastische Kenngrößen für 2K-Auto-Reparaturlacke, einen weichen (A) und einen harten (B) Lack

Mit dem FISCHERSCOPE® HM2000 steht ein Gerät zur Verfügung, welches Werkstoffparameter wie Oberflächenhärte, Vernetzungsgrad, Elastizitätsmodul und Kratzausheileigenschaften (Reflow-Effekt) einfach und schnell ermittelt. Dadurch können chemische Prozessparameter bei der Herstellung oder Aushärtung von Automobillacken bezüglich ihrer Qualität effektiv beurteilt werden. Für eine weiterführende Beratung steht Ihnen Ihr Fischer-Ansprechpartner gerne zur Seite.

Qualitätssicherung der Lackschicht auf Karosserien mit Hilfe von benutzerdefinierten Prüfplänen

Der Qualitätsüberwachung von Lackschichten auf Fahrzeugkarosserien kommt eine immer größere Bedeutung zu. Enge Toleranzgrenzen und ein hoher Anspruch an ein gleichmäßiges Farbbild erfordern die präzise Messung der Schichtdicken nach klar definierten Prüfabläufen. Zudem sollen aus den gewonnenen Messwerten auch Anhaltspunkte für eine Prozessoptimierung abgeleitet werden. Dazu muss sichergestellt werden, dass unabhängig von der messenden Person immer mit der gleichen Qualität geprüft wird. 

Lackschichten auf Karosserien müssen mehrere Kriterien erfüllen: Sie sollen einen ausreichenden Korrosionsschutz bieten (benötigen daher eine Mindestdicke), bei gleichzeitig niedrigen Kosten (geringer Materialverbrauch) und einem einheitlichen Farbbild (gleichmäßiger Farbauftrag). Um all diese Kriterien systematisch zu überprüfen, muss immer an den gleichen Stellen und nach einem fest vorgegebenen Ablauf gemessen werden, unabhängig davon, wer gerade die Prüfung durchführt.

Abb. 1: Schmetterlingsdiagramm mit definierten Messstellen

An sogenannten Schmetterlingsdiagrammen lassen sich genaue Prüfvorgaben als Anweisung für den Prüfer darstellen, die genau vorgeben, an welchen Stellen die Lackschicht gemessen werden soll. Allerdings sind solche Abläufe oft sehr komplex und damit anfällig für Benutzerfehler.

Abb. 2: Lackmessung nach einem definierten Prüfplan mit dem
DUALSCOPE® FMP100 und der Software FISCHER DataCenter IP.

Mit der Prüfplansoftware FISCHER DataCenter IP (Inspection Plan) – in Verbindung mit dem Windows-basierten Messgerät DUALSCOPE® FMP100 – ist es möglich, benutzerdefinierte Ablaufpläne am PC zu erstellen, die den Anwender am Messgerät wie bei einer exakten Wegbeschreibung bild- und textgestützt durch den Ablauf einer komplexen Messaufgabe führen. Die aufgenommenen Messwerte können dann wiederum zurück auf den PC gespielt und dort komfortabel ausgewertet, archiviert und als individueller Prüfbericht ausgedruckt werden. Dazu stehen umfangreiche Auswerte- und Statistikfunktionen sowie unterstützende grafische Darstellungen zur Verfügung.

Mit der Software FISCHER DataCenter IP und dem intuitiv bedienbaren Handgerät DUALSCOPE® FMP100 wird strategisches Messen im Rahmen einer Qualitätskontrolle auch für ungeübte Anwender einfach und verständlich. Durch die strukturierte Messwertaufnahme und die Schritt-für-Schritt-Führung durch den gesamten Messablauf wird der Fehlerfaktor Mensch“ minimiert und die Qualität der Messergebnisse erhöht. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihren lokalen Fischer-Ansprechpartner.

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