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Nasslackieren

Nasslackieren: 31.05.2018

Abgebrochen!

Führen hohe Lackschichtdicken zu einer Versprödung und lassen Kunststoffe brechen?

Bei einem Bauteil brach im Feld ein sicherheitsrelevantes Teil aus einem Schalensitz; die Reklamationsmenge befand sich im "Promillebereich". Eines der Bauteile wurde im Werk des Automobilherstellers untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass dieses Bauteil eine Reparaturlackierung besaß. Es hatte fünf Lackschichten anstatt drei und wies somit eine Lackschichtdicke von 180 µm statt 120 µm auf.

Der 1-Schichtaufbau wies ähnliche Werte auf wie das Rohbauteil. Grafik: DFO

Der 1-Schichtaufbau wies ähnliche Werte auf wie das Rohbauteil. Grafik: DFO

Daraus wurde der Schluss gezogen, dass die hohe Lackschichtdicke zu einer Versprödung des Gesamtaufbaus führt und dieser den Kunststoff brechen lässt.
Ursachenforschung
Die Angabe, dass das Fehlerbild nur im "Promillebereich" auftrat, ließ an diesem Rückschluss zweifeln. Es werden in der Regel wesentlich mehr Reparaturlackierungen durchgeführt; somit liegen diese eher im "Prozentbereich". Die Aufgabe bestand darin, nach einer Methode zu suchen, um die Ursache genauer untersuchen zu können. Ein mechanisches Ver­sagen des Kunststoffs muss sich auch in anderen technologischen Werten des Bauteils zeigen. Dazu untersuchte die DFO die Bauteile mit Hilfe der Kerbschlagzähigkeit. Es wurden folgende Bauteile untersucht:

  • Unlackierte Bauteile
  • Lackierte Version mit dem Standard "1-Schichtaufbau"
  • Lackierte Version mit dem Standard "3-Schichtaufbau"
  • Lackierte Version mit einer Reparaturlackierung des "3-Schichtaufbaus" somit "5-Schichtaufbau"
  • Bauteil aus der Feld­reklamation

Erstaunliche Ergebnisse
Die Ergebnisse der Prüfung waren erstaunlich. Es stellte sich dabei heraus, dass nur der "1-Schichtaufbau" nahezu an die gleichen Werte wie das Rohteil kam. Alle anderen Lackaufbauten zeigten eine deutliche Verringerung der technologischen Werte.
Nun trat die Frage auf, warum dies so war. Nach eingehender Prüfung der Lacksysteme wurde festgestellt, dass der eingesetzte Primer des 3-Schichtaufbaus – im Vergleich zum 1-Schichtaufbau – einen deutlich erhöhten Anteil eines Lösemittels enthält. Dieses Lösemittel wird eingesetzt, um die Haftfestigkeit des Kunststoffs zu verbessern. Dies kann man sich so vorstellen, dass dieses Lösemittel den Kunststoff "anquillt" und somit die Haftfestigkeit erhöht. Gleichzeitig wirken solche Stoffe jedoch auch negativ auf andere technologische Eigenschaften des Kunststoffs.
Mehrere Einflussfaktoren
Nach diesen Ergebnissen stellte sich die Frage, warum nicht alle Bauteile mit einem 3- oder 5-Schichtaufbau ausgefallen sind. Dies lässt sich damit erklären, dass wahrscheinlich einige Faktoren zusammengekommen sind.
Das Versagen des Kunststoffs befindet sich in einem Grenzbereich. Somit fällt das Bauteil nur dann aus, wenn der Fahrer etwas stabiler ist und eine besonders rasante Fahrweise an den Tag legt. In diesem Fall wirken deutlich höhere Kräfte auf dieses Bauteil als normalerweise.  Zustande gekommen ist dieses Fehlerbild u.a. durch den Wunsch, den Schalensitz in Wagenfarbe zu lackieren. Man hat einfach den Stoßfänger­aufbau genommen und dabei nicht bedacht, dass ein Sitz andere Anforderungen stellt als ein Stoßfänger.
 Zum Netzwerken:
Deutsche Forschungs­gesellschaft für Oberflächen­behandlung (DFO) e.V., Neuss,  Nicole Dopheide, Tel. +49 2131 40811-24, dopheide@dfo-online.de, www.dfo-online.de

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