Schichtdicken mobil messen

Optisense, Spezialist für berührungslose, fotothermische Schichtdickenmessungen hat jetzt ein Messgerät entwickelt, das extrem klein und handlich ist sowie den Aufwand für produktionsnahe und Labormessungen deutlich reduziert.

Die Grafik veranschaulicht das Messprinzip. Über eine photothermische Messung mittels Lasertechnologie wird das Wärmeverhalten einer Beschichtung verwendet -

Der neue „PaintChecker automation“ ist ein fotothermisches Messgerät, mit dem Schichtdicken berührungslos und zerstörungsfrei nach DIN EN 15042-2 gemessen werden können. „Es eignet sich für feuchte und trockene organische Beschichtungen wie lösemittel- und wasserbasierte Lacke, Pulverlacke und Glasuren auf verschiedenen Substraten wie Metallen, extrudiertem Gummi und Keramik“, erklärt Georg Nelke, Geschäftsführer des Herstellers Optisense. Mit dem leichten Messkopf aus Aluminium können Messungen direkt per Hand erfolgen. Der optomechanische Aufbau erlaubt auch den Einsatz des Instruments in direkter Umgebung der Lackapplikation, gegebenenfalls in einer für die Anbindung einer Anlage verfügbaren Variante. Darüber hinaus bieten die günstigeren Sensoren beim Einsatz in der Produktion die Chance, an mehreren Stellen zu messen und somit auch den Schichtaufbau mehrerer Schichten zu ermitteln. Da es sich um ein berührungsloses Messverfahren handelt, können auch nicht eingebrannte Beschichtungen gemessen werden. Aber nicht alle Beschichtungen können mit dem „PaintChecker automation“ gemessen werden, weil es auf das thermische Verhalten von Substrat und Beschichtung ankommt. Ist dies ausreichend unterschiedlich, besteht potenziell die Möglichkeit, das Verfahren einzusetzen. Wichtig ist, dass nur Gesamtschichtdicken gemessen werden können und dass in der Regel für jede Kombination von Substrat und Beschichtung eine Kalibrierung erfolgen muss, da es sich um ein indirektes Messverfahren handelt.

Messungen harmonisieren

In einem geschlossenen Aluminiumgehäuse sind die Komponenten zur Ansteuerung und Versorgung der Laser-Lichtquelle integriert. Darüber hinaus ist dort das Embedded PC-Modul eingebaut, mit dem das Messsystem über Ethernet mit einem angeschlossenen Visualisierungs-PC kommuniziert. Die Kabelanschlüsse der Auswerteeinheit sind mit Steckverbindern ausgestattet. Damit ist der „PaintChecker automation“ für Aufgaben in der produktionsnahen Prüfung und im Labor geeignet. „Perspektivisch eröffnet der Einsatz der Impulsthermographie auch die Möglichkeit, die Schichtdickenmessung in Labor und Produktion zu harmonisieren, da mit einer einzigen Methode gemessen wird. Die in der Praxis auftretenden Differenzen aufgrund unterschiedlicher Messmethoden werden immer wieder unterschätzt“, meint Ralph Jan Wörheide, Geschäftsführer von Dewis und Vertriebspartner von Optisense. Der „PaintChecker automation“ ist vielfältig einsetzbar,  ebenso wie sein „großer Bruder“, der „PaintChecker online“, der bereits in verschiedensten Beschichtungsprozessen implementiert ist (s. Tabelle): Ein typisches Beispiel aus dem Bereich T1-Automobilserie sind Abstandskappen. Ziel ist es, möglichst eine 100%ige Kontrolle der Teile zu gewährleisten.  Da die Kappen noch nicht eingebrannt sind, können diese bei Fehlbeschichtungen wieder verwertet werden. Das spart erheblich Ausschusskosten. Ein weiteres Beispiel bezieht sich auf die Beschichtung von Bremsscheiben mit Korrosionsschutzlack. Vorher wurde auf den Bremsscheiben magnetisch-induktiv gemessen – mit mäßigem Erfolg. Durch die Geometrie und den Anteil an Zinkstaub im Lack hat es immer wieder Fehlmessungen gegeben. Hier kann der „PaintChecker“ in vielen Bereichen seine Vorteile ausspielen: Der kleine Messfleck und die Winkeltoleranz ermöglichen Messungen in geometrisch komplizierten Bereichen. Die kurze Messzeit erlaubt eine statistisch abgesicherte Anzahl an Messpunkten in kurzer Zeit und das berührungslose Verfahren ermöglicht eine Messung auf dem nicht eingebrannten Material. Beim dritten Anwendungsbeispiel handelt es sich um beschichtete Gummiprofile  im Automotive-Bereich. Für diese Beschichtung gab es bisher nur die Methode der Mikroskopmessung. Im Anwendungsbeispiel ist ein „PaintChecker Online“ statisch aufgebaut. Er misst die Beschichtung in einem kontinuierlichen Prozess. Der Kunde hat die Technologie so weit angenommen, dass auch eine Steuerung des Prozesses anhand der gemessenen Werte erfolgt. Auch in der Automobilserienlackierung wird das Messsystem eingesetzt. In diesem Beispiel erfolgt die Schichtdickenmessung auf KTL-beschichteten Karossen, die nach dem Vortrockner vor dem Einbrennen erfolgt. Die Online-Schichtdickenmessung gewinnt insbesondere beim füllerlosen Lackieren an Bedeutung, da die Schichtdicke des Basislacks erheblichen Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit hat. Es gibt dazu verschiedene Konzepte, wobei der große Vorteil des „PaintCheckers“ darin besteht, eine hohe Anzahl von Messpunkten pro Karosse liefern zu können.

Gegenstand Abstandskappen, ca. 15 mm Durchmesser Korrosionsschutzlack auf Bremsscheiben Gummiprofile Automotive Lackierung Karosserien Autoserie
Substrat/Beschichtung Metall/Pulver Metall/Organischer Lack mit hohem Metall-Pigment Anteil EPDM/Gleitlack KTL-beschichtetes Metall/Lack
Prozessstufe Nach der Beschichtung, vor dem Einbrennen Nach dem Einbrennen Nach dem Trocknen Nach dem Vortrockner
Schichtdickenbereich 15 – 50 µm (nicht eingebrannt) 3 – 25 µm 6 – 15 µm 15 – 40 µm
Betrieb Online, kontinuierlicher Prozess mit 5 m/min, fixierter Messkopf Offline/Messautomat vierachsig Fixiert, getakteter Prozess mit bis zu 20 m/min Auf dem Roboter (zweiseitig), am Förderer, 4 m/min
Genauigkeit < 1 µm < 1 µm < 1 µm < 1 µm
Taktfrequenz 2 Hz, 1 Messpunkt pro Bauteil 1,7 s pro Messung, 160 Messungen pro Bauteil 0,5 Hz zwischen vier Messpositionen 90 Messpunkte pro Karosse
Kundennutzen 100% Kontrolle, Vermeidung von Ausschuss Sichere statistische Prozesskontrolle (mit anderen Verfahren nicht möglich) Prozesssteuerung, Prozesskontrolle 100% Kontrolle, Steuerung des Prozesses

Dewis GmbH, Wuppertal, Ralph Jan Wörheide, Tel. +49 202 3173-930, woerheide@dewis.de, www.dewis.de

Hersteller zu diesem Thema

 

Sie wollen BESSER LACKIEREN abonnieren?

Sie können zwischen zwei unterschiedlichen Angeboten wählen:

Weitere Pluspunkte: Sie können BESSER LACKIEREN auf dem PC, dem Tablet und dem Smartphone lesen und Artikel in den Ausgaben ab 2016 nachschlagen. Und es dürfen vier Kollegen mitlesen.

Das könnte Sie auch interessieren