Qualität und Harmonie von lackierten Bauteilen messen und bewerten

In vierjähriger Zusammenarbeit haben die Volkswagen AG und die Audi AG mit Rhopoint Instruments Ltd. ein neuartiges Lackqualitäts-Messgerät entwickelt. Das innovative "Total Appearance Measurement System (Rhopoint TAMS)" beurteilt die Lackqualität mittel- bis hochglänzender Oberflächen. Der Oberflächenzustand wird durch die Merkmale Qualität und Harmonie beurteilt.

Das "TAMS" bewertet Automobilbeschichtungen im Hinblick auf Qualität und Harmonie. Quelle: Konica Minolta -

Bislang wird das Erscheinungsbild einer lackierten Oberfläche durch individuelle Entscheidungen oder über Messinstrumente bewertet. Letztere liefern komplexe Resultate, die der  Anwender als reales optisches Erscheinungsbild interpretiert. Diese Art der Datenauswertung führt häufig zu einer unklaren Kommunikation zwischen Lack-, Stahl-, OEM- und Anbauteilelieferanten. Der Grund dafür ist einfach: Ergibt die Bewertung der Daten Abweichungen vom erlebten visuellen Eindruck, können zwar die gemessenen Parameter in der Toleranz liegen, der Finish-Eindruck deckt sich jedoch nicht mit den Ansprüchen des Betrachters.

Menschliche Wahrnehmung

Um diese Situation zu verbessern, haben die Volkswagen AG und die AUDI AG in Kooperation mit Rhopoint Instruments Ltd. eine innovative Instrumententechnologie entwickelt. Das Messinstrument greift auf die Ergebnisse intensiver Untersuchungen der menschlichen Wahrnehmung bei der AUDI AG zurück. Mit Hilfe dieser Ergebnisse gelang es, die physikalischen Messgrößen des „Rhopoint TAMS“ an die menschliche Wahrnehmung von Lackstrukturen anzupassen. Die Anwendung des Messgerätes vereinfacht so die Oberflächenbewertung und gibt dem Anwender objektivere Entscheidungsmöglichkeiten in die Hand.

Das „Rhopoint TAMS“ stellt die Funktionen des menschlichen Auges und der im Gehirn ablaufenden Vorgänge mithilfe einer Doppelfokus-Bildtechnik nach. Somit wird der natürliche Prozess des Sehens, Wahrnehmens und Erlebens simuliert.

Das Messgerät erfasst die Bilder auf unterschiedlichen Schärfeebenen und berechnet daraus die Quantifizierungseigenschaften.  Es nutzt vier grundlegende Parameter zur umfassenden Eindrucksbeschreibung: Kontrast, Abbildungsschärfe, Welligkeit und dominante Strukturgröße (Dimension). Diese Parameter lassen sich zu den Entscheidungskriterien Qualität und Harmonie zusammenfassen. Sie beschreiben die emotionalen Reaktionen der Betrachter bei der Begutachtung des Oberflächenbildes. Das Messgerät beantwortet somit Fragen wie: „Sehen die Einzelteile gut aus?“ und „Ist die Homogenität angrenzender Teile ausreichend gegeben?“ Die Technologie ermöglicht damit die Einsetzung eindeutiger Qualitätskriterien über die gesamte Prozesskette hinweg. Gleichzeitig wird die Subjektivität einer rein visuellen Bewertung eliminiert.

Parameter für die Charakterisierung

Die Bewertungskriterien gliedern sich in zwei Gruppen. Zur ersten Gruppe gehören Werte, die aus Messungen generiert werden. Dazu zählt der Kontrast „C“, der in Verbindung mit dem Farbton der Oberfläche steht. Geringe Kontrastwerte stehen für weiße Oberflächen, hohe für tiefschwarze.

Eine direkte Messung erfolgt auch für die Abbildungsschärfe „S“. Dieser Wert beschreibt die Detailtreue der Wiedergabe von Bildern, die auf einer Oberfläche reflektiert werden. 100% stehen dabei für perfekte Reflexion. Im Weiteren werden auch die Welligkeit „W“ und die Dimension „D“ durch Messungen am Objekt bestimmt. Die zweite Gruppe der Qualifizierungsparameter bedient sich der Wahrnehmungsstudie der AUDI AG. Die Parameter Qualität und Harmonie ermöglichen die innovative Begutachtung der Oberflächenwertigkeit. Die Qualität beurteilt das gesamte Erscheinungsbild einer Oberfläche. Bei absolut glatter Oberfläche mit perfektem optischen Eindruck ergibt sich eine Qualität von 100%. Zur Bewertung des Zusammenspiels zweier benachbarter Teile ist die Harmonie aus den Messwerten abgeleitet worden. Bei Werten > 1 empfindet der Betrachter den visuellen Eindruck benachbarter Teile als störend bzw. abweichend. Mit dem „Rhopoint TAMS“ ist eine einfache Bewertung der Oberflächenbeschichtung möglich. Die verbesserten Korrelationen und die daraus resultierende vereinfachte Kommunikation sorgen dafür, dass die bisher sehr komplexen Messergebnisse ersetzt werden könnten. Zudem wird die individuelle Entscheidung erfahrener Benutzer vereinheitlicht. Dabei ist das Ziel, in Zukunft nahezu alle Oberflächen im Automobil-Produktionsprozess wie Stahl, Aluminium oder Kunststoffsubstrate sowie E-Coat, Füller und Basis- bzw. Klarlack analysieren zu können. Die Anzahl der Messpunkte muss dabei der jeweiligen Anwendung angepasst sein.

Das Messgerät befindet sich derzeit in der Testphase bei der Volkswagen AG und der AUDI AG. Momentan wird es manuell bedient, im Zuge von Industrie 4.0 ist auch ein Messvorgang über einen Roboter denkbar. Über die Definition spezifischer Harmonie- und Qualitätszahlen könnte so eine Werks-, Marken- oder markenübergreifende Qualitätskontrolle durchgeführt werden. Das „Rhopoint TAMS“ ist als unregistrierte Warenmarke  (TM) bei „Konica Minolta Sensing erhältlich.

Volkswagen AG, Wolfsburg, Klaus Christen, Tel. +49 5361 973399, klaus.christen@volkswagen.de, www.volkswagen.de

Volkswagen AG, Wolfsburg, Dirk Weißberg, Tel. +49 5361 972122, dirk.weissberg@volkswagen.de, www.volkswagen.de

AUDI AG, Ingolstadt, Thomas Dauser, Tel. +49 841 8956433, thomas.dauser@audi.de, www.audi.com

Rhopoint Instruments Ltd., UK-St. Leonards on Sea, Tony Burrows, Tel. +44 1424 239981, tony.burrows@rhopointinstruments.com, www.rhopointinstruments.com

Konica Minolta Sensing Europe B. V., CH-Dietikon, Andreas Ullrich, Tel. +41 43322 9802, andreas.ullrich@seu.konicaminolta.eu, www.konicaminolta.eu

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