DE69012534T2 - Verfahren zur Prüfung von Deckschichteigenschaften, insbesondere von Farbschichten auf Metallen. - Google Patents
Verfahren zur Prüfung von Deckschichteigenschaften, insbesondere von Farbschichten auf Metallen.Info
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Description
- Diese Erfindung betrifft allgemein das Problem des Prüfens der Adhäsionseigenschaften einer Deckschicht (Z.B. Email) auf einem von Z.B. einem Metall gebildeten Substrat.
- Dieses Problem tritt in der Automobilindustrie sehr häufig auf, im Hinblick auf die Notwendigkeit zu prüfen, ob die Karosserieteile eines Kraftfahrzeugs richtig lackiert sind und ob die Farbschicht nicht aufgrund unzulänglicher Adhäsion an dem Substrat abplatzen oder abschälen wird.
- Diese Prüfung wird gegenwärtig subjektiv von für diesen Zweck beschäftigten Personen durchgeführt, welche die auf die Wirksamkeit der Adhäsion ihrer Farbschicht zu prüfenden Teile ankratzen oder diese mit Sand o.dgl. beschießen und dann prüfen, ob und in welchem Ausmaß die Farbschicht dem Test widerstanden hat, wobei dann subjektive Schlußfolgerungen über die Wirksamkeit der Adhäsion der Farbschicht gezogen werden.
- In einem Versuch dieser Prüfung ein gewisses Maß von Objektivität zu geben, wurde bereits ein Test (sogenanntes "Schachbrettmustern"("checkering")) vorgeschlagen, bei welchem die Farbschicht in zwei orthogonalen Richtungen gekratzt wird, um ein durch viele kleine Quadrate in der Farbschicht gebildetes Gitter zu bilden. Ein Haftband wird auf dem als eine Stichprobe für den Test verwendeten Teil angebracht. Das Band wird dann entfernt, wobei es Karbflächen von denjenigen Bereichen mitnimmt, in denen die Adhäsion der Farbschicht an dem Substrat unzulänglich ist.
- Anzahl und Verteilung der Flächen, in welchen die Farbe in Folge des Entfernes des Haftbands entfernt wird, kann Hinweise auf die Qualität der Adhäsion der Farbschicht liefern,
- Tests dieses Typs sind in der JP-A-01 185 430 (Toshiba Corp.), 25. Juli 1989 und in "Automotive Industries", Vol. 136. Nr. 1, 1. Januar 1967, Seiten 73-74; "Adhesion testing of automotive paint" beschrieben.
- Es ist aus IEEE Transactions of pattern analysis and machine intelligence, Vol. PAMI-5, Nr. 6, November 1983, Seiten 573- 583; Conners et al.: "Identifying and locating surface defects in wood: part of an automated lumber processing system" auch bekannt, eine Holzfläche einer Bildanalyse zu unterziehen, um die geometrischen Eigenschaften der Fläche zu prüfen.
- Es gibt jedoch immer noch einen Bedarf nach Kriterien, durch welche die Ergebnisse der oben beschriebenen Tests völlig objektivierbar sind.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das in den beigefügten Ansprüchen aufgeführten Eigenschaften aufweist.
- Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
- Figur 1 eine schematische allgemeine Querschnittsdarstellung eines Tests ist, welcher gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird, und
- Figur 2 den Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch darstellt.
- In Figur 1 wird ein mit S bezeichnetes Substrat, typischerweise ein Stück Metallblech, an einem seiner entgegengesetzten Seiten durch eine Karbschicht (Email) V bedeckt, deren Adhäsion an dein Substrat S getestet werden soll.
- In einem ersten (bekannten) Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Farbschicht V einem Test unterzogen.
- Zu diesem Zweck kann die für den Test verwendete Stichprobe mit Sand G ("Steinsplitt") beschossen werden, welcher z.B. von einer Luftdruckdüse mit einer Geschwindigkeit und einem Abstand von der Oberfläche der Farbschicht V gestrahlt wird, welche in Abhängigkeit von dem dem Test zu gebenden Härtegrad selektiv variierbar sind.
- Durch heftiges Auftreffen auf der Farbschicht V, können die Sandteile G Farbschuppen V entfernen, wo die Adhäsion der Farbschicht V mit dem Substrat S unzulänglich ist, wie es bei I in Figur 1 dargestellt ist.
- Alternativ löst z.B. dann, wenn die Farbschicht V nicht homogen ist, der Beschuß mit Sand G die Farbe nicht völlig von dem Substrat S ab, sondern bewirkt die Ausbildung eines Kratzers II größerer oder kleinerer Tiefe in der Oberfläche der Farbschicht V.
- Als mögliche Alternative kann die Abnutzungstätigkeit in zwei Stufen durchgeführt werden, d.h.:
- - longitudinales und transversales Kratzen, welches (mit bekannten Mitteln und Kriterien) in zwei orthogonalen Richtungen derart durchgeführt wird, daß ein einem Feld kleiner Quadrate in der Farbschicht V entsprechendes Gitter gebildet wird, und
- - das Anbringen eines Haftbands an dem Gitter, welches danach entfernt wird und dort, wo die Adhäsion der Farbschicht V an dem Substrat S unzulänglich ist, ein oder mehrere Farbquadrate entfernen oder nur teilweise entfernen kann, wodurch praktisch die gleiche Situation geschaffen wird, wie sie in Figur 1 dargestellt ist.
- An diesem Punkt weist der mit Farbe versehene Teil der Oberfläche des als eine Stichprobe verwendeten Substratabschnitts eine Oberflächenmorphologie auf, bei der größere oder kleinere Bereiche von größerer oder kleinerer Tiefe, wo die Farbe V entfernt oder zerbrochen worden ist, in der im allgemeinen flachen, glatten Oberfläche der Farbschicht V erkannt werden. Diese Teile scheinen im allgemeinen trübe zu sein und können auf alle Fälle vom Rest der Farbschicht V optisch unterschieden werden. Das Substrat S wird dann auf einer von Lampen 2 erleuchteten Fläche 1 angeordnet, bevorzugterweise derart, daß die Ausbildung von Schatten auf dem Substrat S (welches nicht einmal flach zu sein braucht) vermieden wird, um von einer Videokamera 3 ein Bild davon erzeugen zu können.
- Dies ist vorzugsweise eine Videokamera mit hoher Auflösung, welche ein digitales Videosignal (entsprechend der Oberflächenmorphologie der Substratstichprobe S) ausgeben kann, um dieses an einen Bildanalysator 4 zu liefern.
- Durch das von der Videokamera 3 gelieferte Videosignal kann diese Vorrichtung (welche von bekanntem Typ ist: es kann z.B. ein unter der Handelsbezeichnung IBAS von der Firma KONTRON vertriebener Bildanalysator sein) eine quantitative Analyse durchführen, um die exakten Prozentangaben oder die Gesamtfläche der durch die im vorhergehenden auf dem Substrat S durchgeführten Tests entfernten, oder nur teilweise entfernten Farbe zu bestimmen.
- Diese Parameter (welche der Bildanalysator 4 entsprechend bekannter Kriterien und Programme verarbeitet, welche hier nicht im Detail beschrieben werden müssen) liefern eine präzise und völlig objektive Angabe des Ausmaßes der Oberflächenbereiche der Farbe V, welche beschädigt worden sind, und deshalb eine gleichfalls objektive Angabe der Wirksamkeit der Adhäsion der Farbe V an dem Substrat S.
Claims (3)
1. Verfahren zum Prüfen der Eigenschaften einer auf einem
Metallblech (S) aufgebrachten Farbschicht (V) umfassend den
Schritt:
- Unterziehen der Farbschicht (V) einer Abnutzung (C, G), um
die wenigstens teilweise Ablösung (I, II) der Farbschicht (V)
von dem Metallblech (S) dort zu bewirken, wo die Adhäsion
unzulänglich ist, und die entsprechende Ausbildung in der
Farbschicht (V) einer im wesentlichen zweidimensionalen
Morphologie mit Oberflächenbereichen (I, II) zu bewirken,
welche in Folge des Ablösens der Farbschicht (V) sich von der
übrigen Farbschicht (V) unterscheidende optische
Eigenschaften aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Schritt umfaßt:
- Unterziehen der im wesentlichen zweidimensionalen
Morphologie einer Bildanalyse (3, 4), um die geometrischen
Eigenschaften der Oberflächenbereiche zu prüfen, wobei die
geometrischen Eigenschaften die Adhäsionseigenschaften der
Farbschicht an dem Metallblech (S) anzeigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bildanalyse dazu bestimmt ist, die Gesamtfläche
und/oder die prozentuale Fläche des Ausmaßes der
Oberflächenbereiche zu erfassen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Farbschicht (V) einer Abnutzung durch
Beschießen mit Sand (C, G) unterzogen wird.
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