Bestimmte Kunststoffe, insbesondere Polyolefine, weisen eine geringe Oberflächenspannung auf, was zu einer unzureichenden Haftung beispielsweise eines Lackes an einem Polyolefin-Bauteil führt. Es wird daher eine Oberflächenaktivierung von Polyolefin-Bauteilen durch Beflammen mit einem Brenner durchgeführt. Dadurch werden verschiedenartige, vorwiegend sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen an der Bauteiloberfläche erzeugt, die eine Erhöhung der Oberflächenenergie bewirken.
Die Beflammung als Variante einer Oberflächenvorbehandlung wird im Wesentlichen durch die Parameter: Abstand der Flamme zum Bauteil, Dauer der Einwirkung der Flamme, Mischungsverhältnis Brenngas/Luft und Durchsatz des Brenngas/Luft-Gemisches bestimmt.
Diese Parameter werden bisher aufgrund empirischer Erfahrung gewählt. Um festzustellen, ob die gewählten Parameter zu einer ausreichend hohen Oberflächenaktivierung führen, können sogenannte Testtinten (DIN 53 364) verwendet werden. Dabei handelt es sich um Flüssigkeiten bekannter Oberflächenspannung. Wird eine Flüssigkeit mit einer bestimmten Oberflächenspannung auf die beflammte Bauteiloberfläche mit einem Pinsel dünn aufgebracht, so bleibt sie entweder flächig in Form eines Films liegen oder sie zieht sich zu Tröpfchen zusammen. Bleibt sie als Flüssigkeitsfilm liegen, ist die Oberflächenspannung der Oberfläche größer als die Oberflächenspannung der Testtinte. Bei einem Zusammenziehen des Tintenfilms ist die Oberflächenspannung der Oberfläche kleiner als die der Tinte. Um die Oberflächenenergie des Kunststoffes zu bestimmen, sucht man unter Verwendung verschiedener Prüfflüssigkeiten nach der Prüfflüssigkeit, die den Kunststoff benetzt, und sich der Film für mindestens 3 Sekunden nicht verändert.
Die Oberflächenspannung dieser Prüfflüssigkeit entspricht der Oberflächenspannung der Kunststoffoberfläche.
Beim Einfahren des Beflammroboters wird mit vielen Optimierungsschleifen und entsprechend hohem Zeitaufwand versucht, eine Optimierung der Beflammparameter zu erreichen. Da mit den Testtinten die Oberflächenenergie nur stellenweise und manuell aufwändig bestimmt werden kann, sind Testtinten nur bei beflammten Bauteilen mit einfacher Geometrie, wie Platten, für eine zuverlässige Bestimmung der Oberflächenenergie geeignet. Für große Bauteile mit komplizierter Geometrie, beispielsweise Stoßfänger, sind Testtinten hingegen nur eingeschränkt verwendbar.
Bei solchen Bauteilen muss daher zusätzlich eine Lackhaftungsprüfung durchgeführt werden. Dazu wird das lackierte Bauteil einer Klimaprüfung nach DIN 50017 unterworfen und anschließend eine Haftungsprüfung durch Gitterschnittprüfung nach DIN EM ISO 2409 der lackierten Bauteiloberfläche durchgeführt, wobei durch Schnitte ein Gitter durch den Lack bis zur Bauteiloberfläche gebildet wird, auf das ein Klebeband aufgeklebt und dann abgezogen wird, um Abplatzungen festzustellen. Bis ein endgültiges Ergebnis vorliegt, vergehen dazu oft Wochen.
Diese aufwändigen Prüfungen können daher nur in begrenztem Umfang durchgeführt werden, so dass die Beflammroboter-Einstellung zu einem erheblichen Teil von der Erfahrung der Person abhängt, die den Roboter einstellt.
Auch treten beim Beflammen im Serienprozess mit einem Beflammroboter unvermeidbar Schwankungen der Beflammungsparameter auf. So werden die Bauteile, z.B. Stoßfänger, auf Gestellen zum Beflammroboter transportiert. Da die Abmessungen der Gestelle und die Lage der Stoßstange auf dem jeweiligen Gestell schwanken kann, ändert sich auch der Abstand des Beflammkopfes vom Bauteil. Vor allem an Krümmungen des Bauteils kann damit dieser Abstand die für eine ausreichende Beflammung erforderliche Grenze überschreiten. Auch kann sich beispielsweise die Flammeneinstellung mit der Zeit ändern.
Eine unzureichende Oberflächenaktivierung der Bauteiloberfläche durch Beflammen wird daher im Serienprozess oft erst erkannt, wenn bereits viele Bauteile mit Qualitätsmängeln gefertigt worden bzw. verbaut sind.
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