• Fehler: Stippenbildung, Einschlüsse
  
• Substrat: Kunststoff
• Ursache: Overspraypartikel., mangelhaftes Spritzbild
  
• Mögliche Lösung: Pistolen reinigen, regelmäßig Spritzbilder erstellen
  

Bild­1:­ Die­ DFO­ fertigte­ den­ Querschnitt­ eines­ Fehlerbereichs­ an;­ hier­ die­ lichtmikroskopische­ Aufnahme­ des­ Fehlerbereichs.­ Quelle: DFO

Immer wieder stellt die DFO Service GmbH fest, dass hohe Ausschusszahlen und umfangreiche Analysen durch Routineüberwachun­gen verhindert werden könn­ten. So kam es beispielsweise bei lackierten Kunststoffbau­teilen eines Automobilzuliefe­rers zu erhöhten Ausschuss­zahlen durch „Stippenbil­dung“. Die Bauteile wurden in einem Flachbettautomaten mit pneumatischen Zerstäu­bern lackiert. Da es sich um hochglanzbeschichtete Bau­teile handelte, traten bereits bei kleinen Störungen in der Beschichtung deutlich sicht­bare Fehler auf. Die DFO Ser­vice GmbH erhielt den Auftrag, die Ursache für das Fehlerbild zu finden, damit der Automo­bilzulieferer die Ausschuss­zahlen senken konnte.
Zunächst hat die DFO die Bauteile in Aufsicht lichtmi­kroskopisch betrachtet. Hier waren teils rundliche Ein­schlüsse sichtbar. Um diese Einschlüsse genauer untersu­chen zu können, wurde mit­tels Mikrotom ein Querschnitt einer solchen Fehlerstelle angefertigt. Die Lichtmikros­kopie des Querschnitts zeigte einen Einschluss, der sich strukturell vom Beschich­tungsmaterial abhob (Bild 1). Im weiteren Verlauf erfolgte die Untersuchung des Quer­schnitts per Rasterelektronen­mikroskopie (REM) und ener­giedispersiver Röntgenspek­troskopie (EDX). Schon der Elementkontrast im REM­-Bild zeigte, dass es sich um einen Einschluss handelte, der sich wahrscheinlich dem Primer zuordnen ließ (Bild 2).

Bild­ 2:­ Die­ Untersuchung­ mittels­ REM-­Aufnahme­ und­ EDX-Analyse­ hatte­ das­ Ziel,­ die­ Herkunft­ des­ Fremdpartikels­ zu­ bestimmen. Quelle: DFO

Die EDX der verschiedenen Beschich­tungen und des Fehlerbereichs ergab eine Übereinstimmung der Elementverteilung zwi­schen Primer und dem Ein­schluss in der Fehlerstelle und bestätigte die Vermu­tung, dass es sich um Primer­partikel handelt. Die rundliche Form, die an ein aufgewickel­tes Wollknäuel erinnert, und die dem Primer entsprechende Elementverteilung deuten auf einen Overspraypartikel hin.

Spritzbilder anfertigen

Bei der Lackierung mit einem Roboter oder einer Lackier­maschine ist die Qualität der Spritzbilder von großer Bedeu­tung für die resultierende Beschichtung hinsichtlich des Verlaufs, der Schichtdicke und auch der Beschichtungs­einschlüsse. Denn Fehler in der Geometrie der Spritzbil­der bzw. in der Qualität der Zerstäubung führen zu Mager­stellen, Läufern oder – wie in diesem Fall – zu Overspray­partikeln, die zu groß sind, um in der frischen Lackie­rung ausreichend zu verlau­fen. Ausschuss aufgrund von Beschichtungseinschlüssen, die durch solche Overspray­partikel verursacht wurden, können durch eine regelmä­ßige Kontrolle der Spritzbilder verhindert werden. Auf Empfehlung der DFO hat der Kunde entsprechende Spritzbilder angefertigt. Der Vergleich der Spritzbilder mit einem optimalen Mus­ter zeigte eine mangelhafte Geometrie. Diese wies nicht die optimale elliptische Form auf, sondern vielmehr eine „Knochenform“ (Bild 3).

Bild­ 3:­ Der­ Kunde­ fertigte­ Spritz­bilder­ an.­ Sie­ wiesen­ die­ Form­ eines­ Knochens­ auf­ und­ bestä­tigten­ den­ Verdacht­ einer­ unzu­reichenden­ Geometrie. Quelle: DFO

Erst nach der Einstellungsoptimie­rung der Zerstäuberluft konn­ten gleichmäßige Spritzbilder erzeugt werden (Bild 4).

Bild­ 4:­ Nach­ erfolgreicher­ Kor­rektur­ verschiedener­ Einstellun­gen­ entsprach­ das­ Spritzbild­ einer­ gleichmäßigen­ Verteilung­ des­ Beschichtungsmaterials. Quelle: DFO

Auch der unsachgemäße Umgang mit der Luftkappe, der Düse und der Nadel von pneumatischen Zerstäubern können zu einem mangelhaf­ten Spritzbild führen. Sind hier sichtbare Schäden oder ähn­liches sichtbar, sollten die betroffenen Teile dringend ersetzt werden und zwar im gesamten Satz (Nadel, Düse und Zerstäuberkappe). Diese sind nämlich im Satz aufein­ander eingestellt. Folglich soll­ten bei der Reinigung Einzel­teile nicht ausgetauscht wer­den, denn auch das kann das Spritzbild beeinflussen.

Um eine sich kontinuierlich entwickelnde Störung zu erfassen, ist es darüber hinaus sinnvoll regelmäßig (z.B. täglich oder zu jedem Schichtwechsel) Spritzbilder zu erzeugen und diese auszuwerten. Somit bemerken Anwender frühzeitig eine Veränderung des Musters und können hohe Ausschusszahlen vermeiden.