Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Messtechnische Abbildung der "Appearance" von vollständig opaken Kunststoffprodukten im Einklang mit der visuellen Wahrnehmung der Farbe

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird die Entwicklung einer Handlungsanweisung zur Appearance-Bewertung angestrebt, mit der ein praktikables Instrument zur Verbesserung der optischen Qualitätssicherung für die Fertigung von Kunststoffbauteilen, Baugruppen oder Artikeln geschaffen werden soll. Der Forschungsansatz besteht darin, psychometrisch ermittelte Wahrnehmungsurteile zum Einfluss der Oberflächenstrukturierung auf das menschliche Farbempfinden mit den korrespondierenden messtechnisch bestimmbaren optischen Kenngrößen (Farbe u. Glanz) zu einer multidimensionalen Appearance-Beschreibung zu korrelieren. Die messtechnischen und psychologischen Untersuchungen werden an eigens für das Projekt ausgelegten und hergestellten Probekörpern vorgenommen. Eine quantitativ abzuleitende Leitlinie zur Appearance-Beschreibung wird maßgeblich zu einem konsensuellen Verständnis von Messergebnissen im Einklang mit visuellen Bewertungen beitragen.

Die Anwendung der Leitlinie richtet sich vorwiegend an kleine- u. mittelständische Unternehmen der kunststoffverarbeitenden Industrie als Teil einer Produktionskette, deren Erzeugnisse höchsten optischen Qualitätsansprüchen unterliegen. Die Anwenderzielgruppe werden Zulieferer der Automobilindustrie sowohl für Interieur als auch für Exterieur und Hersteller von Consumer-Elektronik und hochwertigen Verpackungen bilden. Die Umsetzung dieser Leitlinie wird eine nachvollziehbare Qualitätskommunikation sowohl im Unternehmen als auch innerhalb der Lieferkette begünstigen. Sie ist zudem auf einen raschen Transfer in die praktische Anwendung der Qualitätssicherung ausgelegt, indem sie auf die bereits im Unternehmen vorhandenen Ressourcen wie kommerzielle Messgeräte und verfügbare Kapazitäten an qualifiziertem Personal aufbaut. Die Bedeutung der Appearance als Ausdruck für die optische Anmut gewinnt für das Produktdesign, vor allem für die Qualitätssicherung in industriellen Branchen mit konsumorientierter Ausrichtung zunehmend an Bedeutung.

Ergebniszusammenfassung:

In diesem Forschungsprojekt konnte gezeigt werden, dass Zusammenhänge zwischen gemessener Helligkeit L* und gemessenem Glanz sowie gemessenen Oberflächenparametern hergestellt werden können. Insbesondere der Oberflächenparameter Schiefe Ssk korreliert linear mit der gemessenen Helligkeit L*. Die Korrelation der Schiefe der Helligkeitsverteilung eines Bildes einer realen Oberfläche mit dem Glanz und invers mit der Albedo konnten in diesem Forschungsvorhaben erstmals beispielhaft an physischen Probekörpern und mit kommerzieller Messtechnik erzielt werden.

Zusätzlich zu den messtechnischen Ergebnissen ergab sich aus der psychologischen Studie zum wahrnehmbaren Helligkeitsunterschied bei unterschiedlich strukturierten Probekörpern, dass bei der untersuchten Einfärbung von ABS-Platten ein messtechnisch ermittelter Unterschied von ∆E*<0,5 von Probanden nicht als signifikant heller bzw. dunkler unterschieden werden kann. Es konnte anhand des MLDS gezeigt werden, dass die Sensitivität der Probanden auf die Unterschiede in der Oberflächenstruktur bezüglich der Helligkeit über den gesamten im Forschungsvorhaben untersuchten Bereich der Strukturunterschiede gleich war. Diese Ergebnisse basieren zunächst auf einer einzelnen Einfärbung der Probekörper mit unterschiedlicher Strukturierung. Da die messtechnischen Verläufe der Helligkeit in Abhängigkeit der Oberflächenstrukturierung jedoch bei den unterschiedlichen Einfärbungen sehr ähnlich sind, kann man davon ausgehen, dass sich diese Sensitivität über einen größeren Bereich der achromatischen Einfärbung erstreckt.

Aus den ersten Ergebnissen der dritten psychologischen Studie ergab sich zudem, dass Helligkeitsunterschiede, welche durch die Strukturierung der Oberfläche hervorgerufen werden, möglicherweise durch eine Anpassung der Einfärbung eliminiert werden können, sodass Probanden beide Proben als gleich bezüglich der Helligkeit empfinden.