Arten und Ursachen von Beschichtungsfehlern und Lösungsansätze bei der Betrachtung und Beurteilung
Beschichtungen mit hoher Funktionalität erfordern eine zuverlässige Qualitätssicherung, z. B. durch die Prüfung von Qualitätsmerkmalen. In diesem Abschnitt werden typische Beschichtungsfehler, die Qualität und Funktionen beeinträchtigen, und die damit verbundenen Anzeichen und Ursachen erläutert.
Weiterhin werden auch neue Beispiele für die Prüfung von Beschichtungsfehlern und Problemlösungen mit dem Digitalmikroskop von KEYENCE vorgestellt.
- Arten und Ursachen von Beschichtungsfehlern
- Beispiele für die Prüfung von Beschichtungsfehlern mit dem Digitalmikroskop
- Beispiele für Problemlösungen bei der Prüfung von Beschichtungen mit dem Digitalmikroskop von KEYENCE
- Klare Bilderfassung von Beschichtungen auch bei hoher Vergrößerung
- Tiefenscharfe Bilderfassung und einfacher Zoom
- 3D-Form- und Profilmessung bei vergrößerter Betrachtung
- Quantitative Beurteilung mit automatischer Flächenmessung
- Optimale Beurteilung der plattierten Oberfläche durch Beleuchtungseinstellungen
- Verbesserte und optimierte Prüfung und Beurteilung der Beschichtung mit nur einem System
Arten und Ursachen von Beschichtungsfehlern
Die Beschichtung ist eine häufig verwendete Methode zur Oberflächenbearbeitung verschiedener Formen und Materialien wie Metall, Kunststoff und Keramik. Die Beschichtung von Materialoberflächen mit einer angemessenen Schichtdicke bietet nicht nur dekorative Effekte, sondern auch verschiedene Funktionen wie Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, chemische Beständigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Schmier- und Hafteigenschaften. Andererseits haben Beschichtungsfehler, die bei der Verarbeitung auftreten können, großen Einfluss auf die Qualität und die Eigenschaften von Materialien und Produkten.
Im Folgenden werden drei Haupttypen von Beschichtungsfehlern, die bei der Metallplattierung auftreten, sowie deren Erscheinungsbilder und Ursachen beschrieben.
Unzureichende Haftung: Ablösen der Beschichtung, Blasenbildung
Solche Erscheinungen können auftreten, wenn die Haftung auf einer Substratoberfläche aus einem beliebigen Grund beeinträchtigt ist und somit die Beschichtung nicht fest auf der Oberfläche haftet. Auch fest an der Oberfläche haftende Beschichtungen können Blasen bilden oder sich ablösen, wenn sie in der Nachbearbeitung aufgrund von Elastizitätsunterschieden zwischen dem Substrat und der Beschichtung gebogen werden.
Fehler aufgrund von Fremdpartikelanhaftung: Raue Oberfläche
Dieses Erscheinungsbild zeigt sich, wenn bei der Nassplattierung feine Erhebungen auf den Plattierungsflächen entstehen. Dieses Erscheinungsbild tritt auf, wenn sich in einem Beschichtungsbad vorhandene Fremdpartikel (Metallteilchen) in die Plattierungsschicht einmischen.
Fehlende Abscheidung: Fleck, Unebenheit, Vertiefung, Pinhole
Meist treten ungleichmäßige Helligkeiten und Fleckenbildung auf Beschichtungsflächen auf, wenn die Oberflächen durch verschiedene Faktoren, wie z. B. bestimmte Umgebungen, teilweise beschlagen oder angelaufen sind. Diese Erscheinungsbilder werden durch ungleichmäßige Rauheit oder unzureichende Entfettung auf der Materialoberfläche oder durch Schwankungen im Beschichtungsverfahren verursacht.
(A. Plattierungsschicht, B. Grundmaterial)
Sowohl Vertiefungen als auch Pinholes sind konkave Fehler auf plattierten Oberflächen. Sie werden durch fehlenden Abscheidungen verursacht. Bei einer Vertiefung handelt es sich um ein sichtbares (makroskopisches) Loch, das nicht in eine Plattierungsschicht eindringt, während ein Pinhole eine Mikropore ist, die in das Grundmaterial oder eine niedrigere Schicht eindringt. Pinholes können Sekundärausfälle und Fehler wie Blasenbildung und Korrosion von Plattierungsschichten verursachen.
Um genau zu bestimmen, ob es sich bei einem Defekt um eine Vertiefung oder ein Pinhole handelt, werden zusätzlich zu den 2D-Aufnahmen die Angaben der Z-Richtung (Schichtdicke und Lochtiefe) benötigt.
Beispiele für die Prüfung von Beschichtungsfehlern mit dem Digitalmikroskop
Beschichtungen, die neben dekorativen Effekten auch Oberflächenfunktionen bieten, haben einen großen Einfluss auf die Funktionalität, Leistung und Haltbarkeit von Produkten sowie auf die Qualität des Erscheinungsbildes. Außerdem hat die Beschichtung in den letzten Jahren ein höheres Maß an Funktionalität erreicht und erfordert daher eine weitergehende Fehleranalyse und Zuverlässigkeitsprüfung.
Plattierungsschichten sind jedoch dünn und glänzend, weshalb auf solchen Schichten häufig mikroskopische und dreidimensionale Fehler auftreten. Prüfungen mit Messgeräten oder 2D-Aufnahmen bringen verschiedene Probleme mit sich, um eine zuverlässige Beschichtungsqualität zu gewährleisten.
Das hochauflösende Digitalmikroskop der Modellreihe VHX von KEYENCE verwendet modernste Technologien, wie beispielsweise hochauflösende Objektive und einen 4K-CMOS-Sensor und ermöglicht so die genaue Betrachtung und Analyse von Beschichtungen mit tiefenscharfen Aufnahmen.
Die Modellreihe VHX unterstützt auch die 2D-Messung und die 3D-Form- und Profilmessung selbst auf stark vergrößerten Aufnahmen, sodass die Qualitätskontrolle und -sicherung bei der Prüfung von Beschichtungsfehlern einfach und schnell mit einem einzigen System durchgeführt werden können.
In diesem Abschnitt werden Anwendungsbeispiele der Modellreihe VHX zur Prüfung von Beschichtungsfehlern vorgestellt.
Verfärbung und Korrosion bei Plattierungen
Pinholes in Plattierungsschichten
Ablösen der Beschichtung
Risse in der Beschichtung
Analyse von rauen Oberflächen (Anhaftung von Fremdpartikeln)
Dickenmessung von Beschichtungen (in Harz eingebettete Probe)
Beispiele für Problemlösungen bei der Prüfung von Beschichtungen mit dem Digitalmikroskop von KEYENCE
Die vergrößerte Betrachtung, Fehleranalyse und Messung auf plattierten Oberflächen ist schwierig und mit vielen Problemen verbunden.
In diesem Abschnitt werden Beispiele für Problemlösungen bei der Prüfung von Beschichtungen mit dem Digitalmikroskop der Modellreihe VHX von KEYENCE vorgestellt.
Klare Bilderfassung von Beschichtungen auch bei hoher Vergrößerung
Mit dem Digitalmikroskop der Modellreihe VHX
Das hochauflösende Objektiv und der 4K-CMOS-Sensor sorgen für eine hohe Tiefenschärfe selbst bei Betrachtungen mit hoher Vergrößerung. So ist stets eine klare Betrachtung möglich, die nicht durch Unebenheiten auf plattierten Oberflächen beeinträchtigt wird.
Tiefenscharfe Bilderfassung und einfacher Zoom
Mit dem Digitalmikroskop der Modellreihe VHX
Mit der Tiefenzusammensetzung lassen sich selbst Objekte mit unebenen Oberflächen tiefenscharf betrachten. Dies reduziert den für die Fokussierung benötigten Zeitaufwand und ermöglicht die Betrachtung des gesamten Objekts, was eine effektivere Analyse und Beurteilung zur Folge hat.
Die hochauflösenden Objektive und der motorisierte Revolver der Modellreihe VHX ermöglichen eine nahtlose Zoomfunktion, die automatisch die Vergrößerung zwischen 20x und 6000x ohne Objektivwechsel ändert.
Dank der Fokussierung mit einem Objektiv, das automatisch entsprechend der Vergrößerung gewechselt wird, ist ein schnelles Zoomen möglich. Eine effiziente Datenverwaltung ist ebenfalls möglich, da die Objektiv- und Vergrößerungsinformationen mit dem aufgenommenen Bild gespeichert werden.
- A. Hochauflösendes Objektiv
- B. Motorisierter Revolver
3D-Form- und Profilmessung bei vergrößerter Betrachtung
Mit dem Digitalmikroskop der Modellreihe VHX
Dank der verschiedenen Auswahlmenüs sind 3D-Form- und Profilmessungen problemlos möglich.
Mit der 3D-Form- und Profilmessung können Objekte quantitativ untersucht werden, um festzustellen, ob es sich bei einem Defekt um einen Fremdkörper, eine Delle, eine Vertiefung oder ein Pinhole handelt. Mit nur einem System der Modellreihe VHX können sämtliche Mikroskopiefunktionen bis zur 2D/3D-Messung effektiv durchgeführt werden.
Quantitative Beurteilung mit automatischer Flächenmessung
Mit dem Digitalmikroskop der Modellreihe VHX
Mithilfe der automatischen Messfunktion lassen sich auf einfache Weise die Fläche, die Korngröße von Kristallen und die Kornanzahl in einem bestimmten Bereich messen. Darüber hinaus können Messergebnisse binär verarbeitet, in einer Liste und einem Histogramm angezeigt und als Bericht ausgegeben werden, was mit einfacher, intuitiver Bedienung und mit nur einem System möglich ist.
Optimale Beurteilung der plattierten Oberfläche durch Beleuchtungseinstellungen
Mit dem Digitalmikroskop der Modellreihe VHX
Das Multi-Lighting ermöglicht dem Anwender die sofortige Aufnahme und Auswahl von Bildern unter verschiedenen Beleuchtungseinstellungen und bietet eine effektive Analyse und Beurteilung von plattierten Oberflächen, die je nach Beleuchtung unterschiedlich ausfallen.
Darüber hinaus können Aufnahmen, die mit unterschiedlichen Beleuchtungseinstellungen aufgenommen wurden, nebeneinander angezeigt werden – eine Funktion, die dem Anwender eine lückenlose Analyse und Bewertung mit umfassender Beurteilung ermöglicht.
- A. Koaxialbeleuchtung
- B. Ringbeleuchtung
- C. Teilkoaxialbeleuchtung
- D. Gemischte Beleuchtung
Verbesserte und optimierte Prüfung und Beurteilung der Beschichtung mit nur einem System
Mit dem Digitalmikroskop der Modellreihe VHX von KEYENCE lassen sich die Betrachtung, Analyse und quantitative Beurteilung von Beschichtungsfehlern, mit hochauflösenden Aufnahmen erheblich vereinfachen. Außerdem lassen sich damit bisher nicht durchführbare 2D/3D-Messungen, binäre Messungen und eine lückenlose Berichterstellung mit nur einem System durchführen.
Die Modellreihe VHX verfügt zusätzlich zu den hier vorgestellten Funktionen über eine Vielzahl weiterer Funktionen.
Für weitere Informationen zur Modellreihe VHX klicken Sie bitte auf die unten angezeigte Schaltfläche, um die Broschüre herunterzuladen. Für Anfragen klicken Sie bitte auf die entsprechende Schaltfläche, um KEYENCE zu kontaktieren.
