Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Einsatz von Laser-Hyperspektral-Imaging zur Überwachung von Oberflächenvorbehandlung an Kunststoffen – OF-HSI

Die Güte der Vorbehandlung von Oberflächen (OF) hat maßgeblichen Einfluss auf nachfolgende Prozesse wie z. B. das Verkleben, Bedrucken, Lackieren, Laminieren bzw. Beschichten von Bauteilen. Die zur Charakterisierung der aktivierten OF oftmals eingesetzten Methoden, wie etwa Röntgenphotoelektronenspektroskopie oder Kontaktwinkelmessung, sind entweder nicht zerstörungsfrei, kontaminieren die OF oder werden industriell aus Kosten- und Zeitgründen nur im Schadensfall angewendet.

Im angestrebten Forschungsvorhaben wird die innovative laserangeregte hyperspektrale Bildgebung (Laser-HSI) zur zerstörungs- und kontaminationsfreien Kontrolle der OF-Vorbehandlung nach den Behandlungsprozessen eingesetzt. Die HSI stellt eine Kombination der digitalen Bildgebung und der Spektroskopie dar. Durch die Verwendung eines Lasers kann bei vielen Kunststoffen eine Fluoreszenz angeregt werden, die mit einer geeigneten HSI-Kamera detektiert und zur Qualitätssicherung der OF-Vorbehandlung bei Kunststoffen genutzt werden soll.

In ersten Vorarbeiten mit verschiedenen Vorbehandlungsverfahren konnten mit Polypropylen (PP) vielversprechende Ergebnisse erzielt werden. Darauf aufbauend werden die Nutzbarkeit und Grenzen der Laser-HSI zur Bestimmung der Qualität ausgewählter OF-Vorbehandlungen systematisch an weiteren Materialsystemen evaluiert. Dabei wird die zeitliche Stabilität der OF-Aktivierung berücksichtigt und das Potenzial zur Detektion von Kontaminationen untersucht. Zusammenhänge zwischen verschiedenen Einflüssen auf die OF-Beschaffenheit (Rauheit, Additive, etc.) und deren Auswirkung auf die OF-Vorbehandlung runden die Untersuchungen ab.

Zusammenfassend wird eine Möglichkeit zur bildgebenden, zerstörungsfreien Prüfung aufgezeigt. Diese kommt v. a. den durch kmU dominierten Herstellern von optischen Messsystemen zu Gute sowie kmU aus unterschiedlichen Branchen, die OF-Vorbehandlungen einsetzen.