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Qualitätssicherung von Oberflächenbehandlungen mittels Thermografie

17/09/2019

Das SKZ untersucht ab sofort in einem öffentlich geförderten Forschungsprojekt die passive Thermografie als Methode zur Qualitätssicherung (QS) bei der Oberflächenbehandlung von Kunststoffbauteilen.

Eine angepasste Oberflächenbehandlung ist Voraussetzung für zufriedenstellende Ergebnisse beim Kleben, Bedrucken, Lackieren, Laminieren, Beschichten und Färben von Kunststoffbauteilen. Hierdurch können die Benetzung, die Haftung und die Langzeitstabilität verbessert werden. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens werden am SKZ die Potenziale und Grenzen der passiven Thermografie als QS-Methode bei Oberflächenbehandlungen von Kunststoffen vertieft evaluiert. Anhand verschiedener Vorbehandlungsverfahren sollen geeignete temperaturgeregelte Behandlungsprozessfenster definiert werden. Dadurch soll die Detektion von Prozessunterbrechungen sowie von Unter- bzw. Überbehandlungen in Verbindung mit niedermolekularen, adhäsionsmindernden Zersetzungsprodukten ermöglicht werden. Ein Vergleich des Messverfahrens mit den bisherigen Standardverfahren ist ebenfalls vorgesehen. Am Beispiel praxisrelevanter Klebungen (z. B. PP-Bauteile bei Küchen- und Haushaltsgeräten) soll der Einsatz der passiven Thermografie als Qualitätskontrolle abschließend etabliert werden.

Bisher ist keine universell einsetzbare online- oder inlinefähige Qualitätskontrolle für die Oberflächenbehandlung von Kunststoffen verfügbar, welche die behandelte Oberfläche nicht kontaminiert. Für einzelne Behandlungsmethoden sind zwar Qualitätskontrollen und kostenintensive Offline-Charakterisierungsmöglichkeiten im Labor vorhanden, diese Methoden werden jedoch industriell aus technischen und wirtschaftlichen Gründen oftmals nicht angewandt. Die passive Thermografie stellt einen vielversprechenden Ansatz zur Lösung dieser Problematik dar. Die enormen Vorteile der berührungslosen, thermografischen Messungen mittels Wärmebildkamera liegen in der schnellen zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen sowie in der hohen Reproduzierbarkeit.

Das Vorhaben mit dem Förderkennzeichen 20320 N wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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Atmosphärendruckplasmabehandlung einer ABS-Oberfläche mit zugehörigem Thermogramm