Optische Prüfverfahren

Diese Prüfungen werden zur Bestimmung von organischen und anorganischen Beschichtungen auf Proben eingesetzt.

Bei der ZWT GmbH werden die Prüfungen nach den Normen DIN EN ISO 3882:2003-10, DIN EN ISO 1463, DIN EN ISO 3497, ISO 1463 durchgeführt.

In den Laboren der ZWT GmbH werden mikroskopische Schickdickenmessungen und das Verfahren der Röntgenfluoreszenz eingesetzt.

Mikroskopische Schichtdickenmessung

Die mikroskopische Schichtdickenmessung erfordert einen Schliff durch den Querschnitt der interessierenden Schichten der Probe, welcher eine Detektion der Materialübergänge gestattet. Die Schichtdicke ergibt sich aus dem Abstand von Materialgrenzlinien im aufgenommenen Materialprofil.
Für die Messung müssen die Proben erst durch eine Querschnittspräparation vorbereitet werden. Da hierbei die Proben zerstört werden, sollten zusätzlich vergleichbare Referenzobjekte vorliegen.

Für die Aufnahme und Auswertung der Schichtdicken stehen der ZWT GmbH diverse Möglichkeiten zur Verfügung.

RFA Schichtdickenmessung

Ebenfalls werden auch Schickdickenmessungen mittels RFA bei der ZWT GmbH durchgeführt. Bei der Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) wird eine Probe mithilfe primärer Röntgenstrahlung dazu angeregt, ihrerseits Fluoreszenzröntgenstrahlung abzugeben. Ist auf der Probenoberfläche eine Röntgenstrahlen absorbierende Schicht aufgebracht, wir die Intensität des Spektrums des Grundwerkstoffes verringert. Die Abschwächung ist abhängig von der Dicke der aufgebrachten Beschichtung.

Somit steht für Proben mit metallischen Beschichtungen auch ein zerstörungsfreie Prüfung bei der ZWT GmbH zur Verfügung.

Bei einer Grenzfläche zwischen einer Flüssigkeit und einem Feststoff wird der Winkel zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und dem Umriss der Kontaktfläche als Kontaktwinkel θ (kleines Theta) bezeichnet. Der Kontaktwinkel ist ein Maß für die Benetzbarkeit eines Festkörpers durch eine Flüssigkeit.

Bei vollständiger Benetzung (Spreitung) beträgt der Kontaktwinkel 0°. Zwischen 0° und 90° gilt der Festkörper als benetzbar, über 90° als nicht benetzbar.

Zwischen dem Kontaktwinkel, der Oberflächenspannung der Flüssigkeit, der Grenzflächenspannung zwischen Flüssigkeit und Festkörper und der freien Oberflächenenergie des Festkörpers besteht ein physikalischer Zusammenhang.

Die bei der ZWT GmbH verwendete Kontaktwinkelmessung ermöglicht die Bestimmung der freien Oberflächenenergie eines Festkörpers.

Technisch ist der Zusammenhang überall dort wichtig, wo die Haftung von flüssigen und festen Stoffen von besondere Bedeutung ist, z.B. bei den Verfahren des Coating, Lackieren, Reinigen, Drucken, Beschichten und Kleben.

Bei technische Bauteilen hat das aussehen der für den Kunden sichtbaren Flächen eine immer größer werdende Bedeutung. Dabei geht es zum einen um die Haptik als auch um die Farbechtheit der Oberfläche.

Um den Abstand in einem Farbraum zwischen einer Probe und einer Bezugsfarbe (Vorlage, Farbmuster) bestimmen zu können wir der Wert Delta E verwendet. Delta E ist dabei der Gesamtabstand der einzelnen Farbbestandteile in den Bereichen Delta-L, Delta-a und Delta-b, welche in den  Polarkoordinaten d-H (Hue) und d-C (Chroma)) beschrieben werden.

Nach ISO 11664-4 ist Delta E der Wert zwischen den Farborten (L*,a*,b*)p und (L*,a*,b*)v.

Mit den vorhanden Prüfmethoden kann die ZWT GmbH damit die Farbdifferenz einer Probe zur einer Referenz

in Bezug auf die Helligkeits- Buntheits- und Buntton-Unterschieden bestimmen.

Bei dem Messsystem handelt es sich um einen Mehrachsen-ScanArm mit taktiler Messspitze und zusätzlichem Laserscanner. Das System ermöglicht die Datenaufnahme in Form von Punktewolken mit hoher Geschwindigkeit in einer entsprechenden Auflösung bei gleichzeitig hoher Genauigkeit der ermittelten Messdaten. Gleichzeitig ermöglicht das Messsystem das Scannen von unterschiedlichen Oberflächenmaterialien unabhängig von Kontrast, Reflexionsvermögen oder Komplexität des Bauteils.

Bildquelle: Firma FARO

Das Messsystem eignet sich ideal für die Inspektion und Qualitätskontrolle und damit für das Messen und den Punktewolkenvergleich mit CAD-Daten, Rapid Prototyping Bauteilen und für das Reverse Engineering, also die ingenieurmäßige Arbeitsweise vom vorhanden Bauteil zurück in die CAD-Zeichnung