Automobillacke bilden die äußerste funktionale Schicht der Fahrzeugkarosserie und schützen das Blech vor Korrosion, UV-Eintrag und mechanischer Beanspruchung, während sie zugleich das optische Erscheinungsbild bestimmen. Die Prüfung von Automobillacken umfasst mehrereDimensionen: die Probenvorbereitung und Konditionierung, die Schichtdicken- und Haftungsprüfung, die farbmetrische und glanzoptische Bewertung per Spektrophotometrie sowie die Bewitterungs- und Steinschlagprüfung. Jedes Modul liefert Messergebnisse, die nach definierten Prüfkriterien der Normreihen ISO, ASTM und EN bewertet und interpretiert werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Prüfmethoden für Automobillacke und erläutert die Interpretation der Ergebnisse entlang dieser Prozesskette.
Messergebnisse
Messergebnisse von Lackprüfungen lassen sich nur im Kontext der jeweiligen Methode, der Probenhistorie und der angegebenen Messbedingungen interpretieren. Grundsätzlich ist zwischen direkt messenden Verfahren, etwa der magnetinduktiven Schichtdickenmessung, und bewertenden Verfahren, etwa der visuellen Bewitterungseinstufung, zu unterscheiden. Quantitative Ergebnisse erfordern stets die Angabe von Messunsicherheit, Anzahl der Messstellen und Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchte. Qualitative Ergebnisse, beispielsweise Haftungsnoten nach Kreuzschnitt, werden ordinale Skalen zugeordnet und dürfen nicht als metrische Werte verrechnet werden. Bei der Interpretation ist ferner zwischen Einzelmesswert, Mittelwert und Streuung zu unterscheiden: Eine große Streuung über die Probefläche deutet eher auf Prozessschwankungen der Lackierung als auf eine systematische Materialabweichung hin. Der Prüfbericht sollte daher stets Messposition, Normbasis und Bewertungsregel gemeinsam ausweisen.
Prüfmuster:
Probenvorbereitung und Konditionierung
Die Qualität aller nachfolgenden Messungen hängt maßgeblich von der Probenvorbereitung ab. Prüfmuster für Lackuntersuchungen werden vorzugsweise als beschichtete Blechteile mit definiertem Substrat, Vorbehandlung und Schichtaufbau hergestellt, damit der Serienprozess repräsentiert wird. Vor der Prüfung sind die Flächen von Staub, Pflegemitteln und Fettresten zu reinigen; lösemittelhaltige Reinigungsmittel dürfen die Oberfläche nicht anlösen oder angreifen. Anschließend erfolgt die Konditionierung der Proben in einem Normklima, üblicherweise bei Raumtemperatur und definierter relativer Luftfeuchte, über eine angemessene Ausgleichsdauer. Diese Konditionierung gleicht Feuchte- und Temperatureffekte aus, die sonst Gloss- und Farbwerte verfälschen würden. Für mechanische Prüfungen ist zudem die Lagerzeit nach Lacktrocknung einzuhalten, da Aushärtungsvorgänge die Haftung und Härte über Tage verändern können. Dokumentiert werden Substrat, Schichtaufbau, Reinigungsart und Konditionierungsbedingungen im Prüfbericht.
Schichtdickenmessung und Haftungsprüfung
Zur Schichtdickenmessung auf metallischen Substraten dienen zerstörungsfreie Verfahren wie das magnetinduktive Verfahren für Stahl und das Wirbelstromverfahren für Nichteisenmetalle; auf Kunststoffsubstraten kommen mikroskopische Schnittverfahren nach DIN EN ISO 2178 beziehungsweise querschnittsbasierte Verfahren zum Einsatz. Gemessen wird an mehreren verteilten Punkten, damit Schichtdickenverteilung und Minimum erfasst werden. Die Haftungsprüfung bewertet die Grenzflächenfestigkeit zwischen Lack und Substrat sowie zwischen den Einzelschichten. Gängige Verfahren sind der Kreuzschnitt nach DIN EN ISO 2409, das Abreißverfahren nach DIN EN ISO 4624 und die Dornschnellprüfung. Beim Kreuzschnitt wird ein Raster eingeschnitten, ein Klebeband abgezogen und die Abplatzung anhand einer Notenskala beurteilt. Abreißwerte ergeben sich als Zugfestigkeit in Megapascal; ein kohäsiver Bruch im Lack deutet auf eine Grenze der inneren Festigkeit, ein adhäsiver Bruch an der Grenzfläche auf ein Verbindungsproblem hin.
Farbmetrik
und Glanzmessung per Spektrophotometrie
Die farbmetrische Bewertung von Automobillacken erfolgt mit Spektralphotometern im CIELAB-Farbraum. Gemessen werden die Koordinaten L* für die Helligkeit, a* für die Rot-Grün-Achse und b* für die Gelb-Blau-Achse; daraus werden Farbabstände ΔE gegen einen Referenzstandard berechnet. Bei Effektlacken mit Metall- oder Perlpigmenten ist die Messwinkeligkeit zu berücksichtigen, da solche Lacke winkelabhängige Farbverschiebungen aufweisen; hierfür stehen Mehrwinkel-Spektralphotometer zur Verfügung, die die Farbe unter mehreren Beleuchtungs- und Betrachtungswinkeln erfassen. Die Glanzmessung erfolgt mit einem Reflexionsmessgerät nach DIN EN ISO 2813, typischerweise unter 20°, 60° und 85° Geometrie. Hohe Glanzwerte erfordern die 20°-Geometrie, matte Oberflächen die 85°-Geometrie. Bei der Interpretation sind Messgeometrie, Kalibrierung und eine einheitliche Messstelle anzugeben, da already kleine Oberflächenunregelmäßigkeiten die Streuung erhöhen und Fehlinterpretationen verursachen können.
Klimawechsel-,
Korrosions- und Steinschlagprüfung
Klimawechselprüfungen simulieren wechselnde Temperatur- und Feuchtebeanspruchungen, wie sie im Fahrzeugalltag auftreten. Die Proben durchlaufen Zyklen zwischen Kälte-, Raum- und Warmklima, teilweise mit Feuchtkondensation; bewertet werden Rissbildung, Blasenbildung, Haftigkeitsverlust und Glanzverlust nach definierten Zykluszahlen. Die Korrosionsprüfung erfolgt überwiegend im Salzsprühnebeltest nach DIN EN ISO 9227, ergänzt durch Wechselklimaprüfungen mit Salzlösung, die kondensierte Feuchte und Sprühnebelphasen kombinieren. Bewertet werden Rostgrad am Schnitt, Unterwanderungstiefe und Blasenbildung. Die Steinschlagprüfung simuliert den Beschlag durch abstrebende Kiespartikel; das Prüfgut wird mit definierten Strahlmitteln oder Stahlkugeln beaufschlagt, anschließend wird die Schädigung visuell oder mittels Rasterbewertung eingestuft. Ergänzend kann eine Haftungsprüfung nach der Beanspruchung Aufschluss über die Resthaftung der beanspruchten Fläche geben.
Prüfkriterien und Normen (ISO, ASTM, EN)
Für die Lackprüfung existiert ein dichtes Netz internationaler Normen, das Verfahrensdurchführung und Bewertung regelt. Schichtdickenmessung ist in DIN EN ISO 2178 und ISO 2360 beschrieben, die Haftung in DIN EN ISO 2409, ISO 4624 und ISO 6272. Farbmessung und Glanzmessung beruhen auf DIN EN ISO 11664, ISO 7724 und DIN EN ISO 2813; amerikanische Prüfpläne greifen häufig auf entsprechende ASTM-Verfahren zurück. Korrosionsprüfung folgt DIN EN ISO 9227, Bewitterung ISO 11341 beziehungsweise ASTM G154 für laborseitige UV-Belastung. Automobilhersteller ergänzen diese Grundnormen durch unternehmensspezifische Prüfspezifikationen, die Prüftemperatur, Zykluszahlen und Grenzwerte enger fassen. Bei der Interpretation ist stets die Normausgabe und die vereinbarte Prüfkategorie anzugeben, da gleiche Verfahren je nach Prüfkategorie zu unterschiedlichen Aussagen über die Beständigkeit führen. Ein akkreditiertes Labor weist im Bericht aus, welche Norm und welche Abweichungen angewendet wurden.
FAQ
Wie läuft die Einreichung von Proben für Prüfmethoden für Automobillacke ab und welche Angaben sind wichtig?
Kunden reichen Prüfmuster zusammen mit Informationen zu Probenvorbereitung und Konditionierung ein. Wichtig ist die Kommunikation der gewünschten Verfahren, etwa Schichtdickenmessung, Haftungsprüfung, Farbmetrik, Glanzmessung oder Klimawechsel-, Korrosions- und Steinschlagprüfung, damit die Interpretation der Messergebnisse eindeutig erfolgt.
Welche
Faktoren beeinflussen die Kosten der Prüfmethoden für Automobillacke?
Die Kosten hängen von der Auswahl der Verfahren ab, etwa Spektrophotometrie, Haftungsprüfung oder aufwendige Klimawechsel-, Korrosions- und Steinschlagprüfungen. Auch die Probenvorbereitung und Konditionierung, die Anzahl der Schichten für die Schichtdickenmessung sowie die Auswertung und Interpretation der Messergebnisse beeinflussen den Aufwand.
Wie werden Nachprüfungen und Datenstreitigkeiten bei der Interpretation von Messergebnissen Automobillacke gehandhabt?
Bei abweichenden Messergebnissen erfolgt eine Nachprüfung anhand definierter Prüfkriterien und Normen wie ISO, ASTM und EN. Das Prüfmuster wird erneut konditioniert und mit denselben Prüfmethoden für Automobillacke analysiert, um die Interpretation der Messergebnisse nachvollziehbar abzusichern.