• Fehler: Benetzungsstörungen im Bereich von Bohrungen
  
• Substrat: Aluminiumbauteile
• Ursache: Entgratungsprozes, Überhitzen der Winkelschleifer
• Mögliche Lösung: Anschaffung eines zweiten Winkelschleifers zur Vermeidung der Überhitzung

Bild 1: Die Benetzungsfehler traten nur im Bereich von Bohrungen auf, hier zu sehen ist die Draufsicht der Fehlerstelle. Quelle: DFO

Manchmal sieht man sich mit Fehlerbildern in der Beschichtung konfrontiert, deren Ursache im Grunde schnell gefunden werden kann. Die genaue Entstehung aufzuklären, erweist sich jedoch oft als wesentlich schwieriger. Gerade bei Fehlern, die sporadisch während wichtiger Prozessschritte auftreten, gilt es, deren Entstehungsprozess zu verstehen, um sie zukünftig zu vermeiden. Dabei kann sich herausstellen, dass sich das Problem mit geringerem Aufwand lösen lässt, als zunächst gedacht. Das folgende Beispiel soll zeigen, wie wichtig solche Erkenntnisse für die Problemlösung sein können.
Bei einem Automobilzulieferer, der Aluminiumbauteile herstellt, kam es während der kathodischen Tauchlackierung (KTL) sporadisch zu Benetzungsstörungen. Diese traten nur im Bereich von Bohrungen auf, die vor der KTL mit einem Winkelschleifer entgratet wurden. Somit konnte die Ursache sehr schnell auf den Entgratungsprozess eingeschränkt werden, allerdings ohne klären zu können, warum und wie das Fehlerbild entstand (Bild 1).

Auf das Entgraten zu verzichten war nicht möglich und einen anderen Prozess einzurichten, war mit viel Aufwand und entsprechenden Kosten verbunden. Also wurde der Fall der DFO Service GmbH zur Schadensanalyse vorgelegt. Als erstes zeigten lichtmikroskopische Untersuchungen, dass im unbeschichteten Bereich Interferenzerscheinungen auftraten (Bild 2).

Bild 2: Untersuchungen mit dem Lichtmikroskop zeigen Interferenzeffekte im
Fehlerbereich. Quelle DFO

Eindeutige Schlussfolgerung

In diesen Bereichen konnte IR-spektroskopisch Polyesterharz nachgewiesen werden und per energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) fielen erhöhte Mengen Silizium und Sauerstoff auf. Die eingesetzte KTL basierte allerdings auf Epoxidharzen und kam für das nachgewiesene Polyesterharz nicht als Quelle in Frage. Die Summe der Analyseergebnisse in Kombination mit den Prozessbeschreibungen des Kunden ließ jedoch eine eindeutige Schlussfolgerung der Fehlerursache zu. Es stellte sich heraus, dass die Schleifscheiben, die zum Entgraten der Bohrungen benutzt wurden, ein Mischgewebe aus Baumwolle und Polyester sowie Keramikschleifkörner (SiO2) enthielten. Außerdem konnte das Auftreten des Fehlerbildes größtenteils auf sehr durchsatzstarke Produktionstage eingegrenzt werden. Somit wurde deutlich, was passiert war: Der hohe Durchsatz zwang die Mitarbeiter, die Bauteile schnell hintereinander zu entgraten. Dadurch heizten die Schleifscheiben schneller auf höhere Temperaturen auf. Ab einer bestimmten Temperatur wurde das Polyesterharz mitsamt der Schleifkörner (SiO2) auf die Bauteiloberfläche „aufgeschmolzen“. Es entstanden dünne Schichten aus Polyesterharz und Schleifpartikeln, die den sichtbaren Interferenzeffekt verursachten. Sie wirken in der KTL isolierend und führen zu entsprechend unbeschichteten Bereichen. Die Lösung des Problems war denkbar einfach und kostengünstig: Es wurde ein zweiter Winkelschleifer zum regelmäßigen Wechsel bei Überhitzung angeschafft.