Bisher war es immer sehr schwierig Oberflächen oder Oberflächenfehler zu definieren. Hierzu fehlte bisher ein klares Prüfkriterium, an das man sich anlehnen konnte.

Aus diesem Grund haben sich verschiedene Normungsinstitute zusammengetan, um ein Normungsdokument zu kreieren, in dem es möglich ist, Oberflächenstrukturen zu bewerten.

Dazu zählen Oberflächenverlaufstörungen wie z.B.  Orangenhaut, Welligkeit oder Ähnliches in der Beschichtung.

Neues Verfahren zur Beurteilung von Hochglanz Oberflächen nach EN 17214

Bisher gab es keine einheitliche Definition über eine Hochglanzoberfläche. Gemeint ist hier nicht der Glanzgrad, der kann einfach und nachvollziehbar gemessen und dokumentiert werden. In der neuen Norm EN17214 wird vielmehr die Oberflächenstruktur einer Hochglanzoberfläche in verschiedenen Güteklassen eingeteilt und bewertet.

Man konnte sich vorzüglich darüber streiten, was eine Hochglanzoberfläche ausmacht. Eine Hochglanzoberfläche kann den gleichen Glanzgrad haben mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen. Ist die Oberfläche glatt wie ein Spiegel, hat evtl. eine leichte Orangenhaut oder gar Oberflächenverlaufstörungen? Die punktuelle Glanzgradmessung konnte da keine Entscheidungshilfe geben.

Stand der Technik
Oberflächenprüfungen von Bauteilen dienen allgemein dazu, im Rahmen der Qualitätssicherung rechtzeitig vor Auslieferung von Produkten die Qualitätsanmutung zu prüfen und gegebenenfalls innerhalb des Herstellungsbetriebs ohne kostenintensive Maßnahmen für die Rückführung von Bauelementen und Produkten eine interne Nacharbeitung zu ermöglichen.
Zur Prüfung entsprechender Oberflächen sind bei größeren Industriebetrieben entsprechend aufwändige Vorrichtungen in Betrieb, die eine automatische oder teilautomatische Prüfung von Oberflächenstrukturen durchführen können. Derartige Oberflächenüberwachungen werden dabei in aller Regel kontinuierlich im Fertigungsprozess für jedes produzierte Bauteil durchgeführt. Da entsprechende Anlagen in der Anschaffung sowie im Unterhalt relativ aufwändig sind, rentiert sich die Anschaffung insbesondere für kleinere und mittlere Betriebe in aller Regel nicht. Hier wird oftmals unter Zuhilfenahme erfahrener Mitarbeiter eine rein visuelle Prüfung entsprechender Oberflächen durchgeführt.
Da insbesondere in der Möbelindustrie glänzende bzw. hochglanzpolierte Oberflächen bei Möbelfronten seit langem sehr erfolgreich sind, stößt die entsprechende Überprüfung aufgrund von Mitarbeitererfahrung durchaus an ihre Grenzen.

Ziel des MHanser Prüfgerätes GlossIn
Das Ziel in der Entwicklung des Prüfgerätes war, ein kostengünstiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen, mit deren Hilfe jeder eine professionelle und normgerechte Überprüfung der Hochglanzoberflächen aller Art vornehmen kann. Das Prüfgerät soll dabei auch durch unerfahrenere Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen genutzt werden können, so dass die Kosten für eine regelmäßige Qualitätsüberprüfung entsprechender Oberflächenstrukturen in überschaubarer Größenordnung gehalten werden.

Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens zur Beurteilung der Oberflächenstruktur einer Hochglanz Oberflächen durch die in der EN 17214 offenbarte technische Lehre und dem MHanser GlossIn Glossinspektor gelöst.
Hinsichtlich der für das Verfahren notwendigen Vorrichtung ist die Lösung der Aufgabe durch die dargelegte Merkmalskombination gegeben.

Für das Verfahren zur Beurteilung der Struktur von Hochglanzoberflächen sind viel Aspekte wichtig, die in der Umsetzung der Aufgabenstellung mitberücksichtigt werden mussten.

• Es musste eine Vorrichtung mit einem Gestell konstruiert werden, an dem ein Gehäuse drehbar um eine Achse festgelegt ist. Das ist wichtig um den exakten Winkel des Glossinspektor zum Prüfmedium sicherzustellen.
• wobei das Gehäuse eine im Inneren angeordnete Lichtquelle aufweist. Das Licht wird durch ein vor der Austrittsöffnung angeordnetes transluzentes, genormtes Referenzmusterelement durchstrahlt, welches mit rechteckigen zueinander angeordneten, sich überschneidenden undurchsichtigen balkenförmigen Bereichen versehen ist.
• Das genormte Referenzmuster wird auf eine zu beurteilende Oberfläche gestrahlt, die im definierten Abstand von der Austrittsöffnung des Gehäuses angeordnet ist.
• Die sichtbare Reflexion des genormten Referenzmusters auf der Prüfoberfläche wird mit den, in der EN 17214 beschriebenen Referenzmuster verglichen und die Abweichungen des auf der Oberfläche sichtbaren Prüfmusters vom Referenzmuster gemäß einer Güteskala klassifiziert.
• Das beschriebene Verfahren zeichnet sich insbesondere durch eine leichte Handhabung sowie einen einfachen Aufbau der zugehörigen Vorrichtung aus.
  
  

Es hat sich gezeigt, dass das auf der zu prüfenden Oberfläche durch das Referenzmuster projizierte Prüfmuster je nach Güte der entsprechenden Oberfläche in geringem oder stärkerem Maße verzerrt oder unscharf wird. Der Grad der Unschärfe und der Verzerrung kann gemäß den einschlägigen Erfahrungen in eine Güteskala eingeordnet werden.
Diese Güteskala ist in der Norm beschrieben in insgesamt fünf Stufen, wobei sich die Stufe fünf als diejenige darstellt, die eine größtmögliche Übereinstimmung zwischen dem auf der zu prüfenden Oberfläche projizierten Prüfmuster und dem Referenzmuster darstellt.
Demgegenüber zeichnet sich die Stufe 1 durch wesentliche Änderungen der Referenzstruktur oder starke Dumpfheit der Abbildung aus. In aller Regel reflektiert die bewertete Oberfläche in einem solchen Fall ein großes graues Quadrat ohne Durchzeichnung einzelner Referenzmusterstrukturen.
Zwischen den genannten Stufen 1 und 5 ist die Güteklasse 4 durch geringfügige Abweichungen der bewerteten Oberfläche hinsichtlich der Liniengebung gekennzeichnet, so dass sich das Referenzmuster leicht erkennen lässt. In der Güteklasse 4 sind Erhebungen, Täler oder Läufer in der Lackschicht erkennbar.

Die Gütestufe 3 umfasst moderate Änderungen der Linienführung durch entsprechende Verschiebungen, wobei die vorzugsweise im Referenzmuster enthaltenen Quadrate beim Prüfmuster eindeutig unregelmäßig gegeben sind. Der Effekt der Orangenhaut ist schon deutlich erkennbar.
In der Gütestufe 2 treten bereits starke Veränderungen der bewerteten Oberfläche auf, die ein unregelmäßiges Muster reflektieren, das in Teilen trüb ist.

Vorteilhaft ist es, dass der Vergleich zwischen Referenzmuster und dem auf der zu beurteilenden Oberfläche sichtbaren Prüfmuster durch eine Prüfperson vorgenommen werden kann. Aufgrund der Einteilung der Veränderungen des auf der Oberfläche sichtbaren Prüfmuster in Güteklassen ist die Prüfung direkt durch Personen oder ohne Zwischenschaltung elektronischer Geräte auch ohne entsprechende intensive Schulung des Prüfpersonals möglich.

In der EN 17214 werden detailliert alle notwendigen Parameter als Gesamtmethode beschrieben. Über die Lichtintensität, Entfernungen, Betrachtungsabstand der Prüfer, Abstand des GlossIn zum Prüfprodukt… ist alles sehr genau definiert und einfach umsetzbar.

Das Prüfgerät und die dazugehörige Norm wird in Zukunft eine klarere Definition von der Oberflächengüte einer Oberfläche erlauben. Daher kommt das Prüfgerät überall da zum Einsatz, wo Qualtäten bewertet werden. Das ist z.B.

• In der Wareneingangskontrolle
• In der QS
• An den Produktionsanlagen für die interne Qualitätsüberwachung
• Im Labor für eine Produktentwicklung

Die neue Norm EN 17214 wird sich kurzfristig als neue Kenngröße in einer Zulieferkette etablieren, um Hochglanzoberflächen in einer teilweise langen Lieferkette detaillierter zu spezifizieren