Ziel der Entwicklung
Die existierenden chromfreien Vorbehandlungsverfahren sind durch enge Prozessfenster sowie apparativ und zeitlich aufwändige, nur schwer in den Produktionszyklus integrierbare Prüfmethoden zur Qualitätskontrolle gekennzeichnet.
Vorteile und Lösungen
Aufbauend auf am iLF vorhandenen UV/Vis-spektroskopischen Verfahren wurde ein Messkopf in Kombination mit einer Lichtleiteroptik entwickelt, der den Beschichter-KMU einen Weg für eine einfache, chemikalienfreie Inline-Prozesskontrolle ermöglicht. Zunächst wurden unterschiedliche Chargen von kommerziell vorbehandelten Aluminiumblechen mithilfe der Methoden
-UV/Vis-Reflexionsspektroskopie an festen Oberflächen,
-Wellenlängendispersive Röntgenfluoreszenzspektroskopie (WD-RFA) an festen Oberflächen,
-UV/Vis-Spektroskopie an Lösungen chemisch abgetragener Schichten,
- Diffuse Infrarot-Reflexionsspektroskopie (DRIFT),
-Ruhepotentialanalyse (RPA)
untersucht. Auf diesem Weg konnten bereits bestehende Kenntnisse überprüfet und ergänzet, die mit den einzelnen Methoden gewonnenen Aussagen verglichen und die Ergebnisse abgesichert werden. Ausgehend hiervon wurde die UV/Vis-Reflexionsspektroskopie an festen Oberflächen weiterentwickelt. Dazu wurde ein Reflexionsmesskopf konstruiert, der Bau umgesetzt und Messungen in Kombination mit Lichtleiterkabeln und einem leistungsfähigen Spektrometer (Lambda 950 von Perkin Elmer) an zwei unterschiedlichen Chargen erfolgreich durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Unterschiede in beiden Titan-Flächengewichten auch bei Messungen mit dem Messkopf in den Kenngrößen R* = R600 nm / R250 nm wiederfinden lassen. Dies ermöglicht eine direkte UV/Vis-Messung an festen Oberflächen (ohne „Ablöse-Chemie“) als schnelles Bewertungsverfahren für eine erfolgte, chromfreie Vorbehandlung (Abscheidung ja/nein mit Quantifizierung), die auch vor Ort bei den Beschichter-KMU als Grundlage für eine schnelle Inline-Prozesskontrolle dienen kann.
Zielgruppe und Zielmarkt
Als potenzielle Anwender der Projektergebnisse sind zunächst kleine und mittelständische Lohnbeschichter sowie Messgerätehersteller zu nennen. Für die Seite der Beschichter-KMU sind hier eine höhere Prozesssicherheit und die Verringerung der Reklamationszahlen zu nennen. Aber auch die Hersteller entsprechender Vorbehandlungschemikalien könnten mit zuverlässigeren Nachweismethoden in stärkerem Maße für ihre Produkte werben, so dass auch hier eine bessere Marktposition und somit steigende Verkaufszahlen ermöglicht werden können. Darüber hinaus unterstützen die Projektergebnisse das Prüfwesen im eigenen Hause, weil für Pulverlack-Freigabeprüfungen am iLF nach Möglichkeit kommerziell chromfrei vorbehandelte Bleche eingesetzt werden. Dadurch können entsprechende Prüfungen effektiver und sicherer durchgeführt werden. Zudem wird der Arbeits- und Gesundheitsschutz gefördert, da zeitaufwändige Vorbehandlungsarbeiten mit gesundheitsschädlichen Chromatierungsbädern entfallen.