Schadensanalyse bei Lackier- und Beschichtungsfehlern

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Ursachen identifizieren, Beschichtungsfehler und Reklamationen dauerhaft vermeiden.

 

Wir unterstützen beschichtende Betriebe und Hersteller dabei, die Ursachen von Lackier- und Beschichtungsschäden systematisch zu identifizieren – von der Schadensanalyse über Material- und Prozessuntersuchungen bis zur Entwicklung wirksamer Abstellmaßnahmen im Beschichtungsprozess.

Ob Blasenbildung, Krater, Delamination, Korrosion, Verfärbungen oder fehlende Schichtdicken: Das Fraunhofer IPA analysiert Schadensbilder ganzheitlich und hilft Ihnen, Beschichtungsfehler dauerhaft zu vermeiden.

 

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Wenn Beschichtungsfehler zum Qualitäts- oder Reklamationsproblem werden

 

Beschichtungsfehler entstehen oft nicht durch eine einzelne Ursache, sondern durch das Zusammenspiel von Werkstoff, Vorbehandlung, Beschichtungsmaterial, Applikation, Aushärtung, Umgebungsbedingungen und Beanspruchung im Einsatz.

Für beschichtende Betriebe wird es kritisch, wenn Kundenreklamationen zunehmen, Fehlerbilder wiederholt auftreten, interne Prüfungen keine eindeutige Ursache zeigen, Liefertermine oder Serienfreigaben gefährdet sind, Haftungsfragen und Gewährleistungen im Raum stehen und Abstellmaßnahmen nicht dauerhaft wirken.

In solchen Fällen reicht eine reine Sichtprüfung meist nicht aus. Benötigt wird eine unabhängige, systematische Ursachenanalyse. Das Fraunhofer IPA ergänzt die Analyseergebnisse mit langjähriger Erfahrung aus industriellen Beschichtungsprozessen und wissenschaftlichen Erkenntnissen zum Materialverhalten.

Bei diesen Schadensbildern unterstützen wir Sie

 

Wir analysieren Lackier- und Beschichtungsfehler an dekorativen, funktionalen, organischen und galvanischen Beschichtungen. Typische Fragestellungen sind:

  • Haftungsverlust und Delamination
    Warum löst sich die Beschichtung vom Substrat oder von einer Zwischenschicht?
  • Blasenbildung und Abplatzungen
    Welche Rolle spielen Vorbehandlung, Feuchtigkeit, Aushärtung oder Substratbeschaffenheit?
  • Krater, Stippen, Partikel und Benetzungsstörungen
    Liegt die Ursache im Lackmaterial, in Kontaminationen, in der Applikation oder in der Umgebung?
  • Korrosion unter der Beschichtung
    Warum versagt der Korrosionsschutz trotz Beschichtungssystem?
  • Verfärbungen, Glanzunterschiede und Oberflächenveränderungen
    Welche chemischen, thermischen oder prozessbedingten Einflüsse stecken dahinter?
  • Fehlende oder schwankende Schichtdicken
    Entstehen die Abweichungen durch Applikation, Geometrie, Prozessführung oder Materialeigenschaften?
  • Wiederkehrende Fehlerbilder in der Serie
    Wie lässt sich die Fehlerursache reproduzierbar eingrenzen und dauerhaft abstellen?

 

Kundenreklamation oder Serienfehler?
Lassen Sie Ihren Schadensfall unabhängig und systematisch analysieren.

 

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Beschichtungsfehler verstehen. Ursachen beheben.

 

Viele Schadensanalysen enden mit einem Prüfbericht. Unser Anspruch geht weiter: Wir helfen Ihnen, die technische Ursache zu verstehen und daraus konkrete Maßnahmen für Ihren Prozess abzuleiten. Dafür betrachten wir nicht nur das beschädigte Bauteil, sondern bei Bedarf die gesamte Prozesskette:

  • Substrat und Grundwerkstoff
  • Reinigung und Vorbehandlung
  • Beschichtungsmaterial
  • Applikationsprozess
  • Trocknung und Aushärtung
  • Schichtaufbau und Schichtdicke
  • Umgebungs- und Lagerbedingungen
  • mechanische, chemische oder klimatische Belastung im Einsatz

Aus der Schadensanalyse entsteht eine belastbare Grundlage für Entscheidungen zur Reklamationsbearbeitung, Prozessoptimierung oder Qualitätssicherung.

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Tribometer-Analytik-Galvanotechnik

So läuft eine Schadensanalyse mit dem Fraunhofer IPA ab

1. Erstbewertung Ihres Schadensfalls

Sie schildern uns das Fehlerbild und senden – soweit vorhanden – Fotos, Bauteile, Prozessinformationen oder Prüfberichte. Gemeinsam klären wir, welche Fragestellung im Vordergrund steht und welche Untersuchungen sinnvoll sind.

2. Auswahl geeigneter Analyseverfahren

Je nach Schadensbild wählen wir die passenden chemischen, physikalischen, mikroskopischen oder metallographischen Prüfmethoden aus. Ziel ist nicht möglichst viel Analytik, sondern die richtige Analytik für Ihre konkrete Fragestellung.

3. Untersuchung von Bauteil, Beschichtung und Prozess

Wir analysieren Schadstellen, Referenzbereiche und Vergleichsproben. Bei Bedarf betrachten wir auch Prozessdaten, Beschichtungsmaterialien, Vorbehandlungszustände oder Umwelt- und Belastungseinflüsse.

4. Ursachenbewertung und Interpretation

Die Messergebnisse werden beschichtungstechnisch eingeordnet. Dadurch entsteht keine reine Datensammlung, sondern eine fundierte Bewertung der wahrscheinlichsten Schadensursachen.

5. Entwicklung von Abstellmaßnahmen

Auf Basis der Analyse leiten wir konkrete Maßnahmen ab – zum Beispiel zur Anpassung von Vorbehandlung, Materialauswahl, Applikation, Prozessführung, Aushärtung oder Qualitätssicherung.

6. Unterstützung bei der Umsetzung

Bei Bedarf begleiten wir Sie auch vor Ort im Betrieb oder in der Anlage. So lassen sich Maßnahmen praxisnah überprüfen und nachhaltig in den Produktionsprozess übertragen. Die bestehende Seite nennt diese Kombination aus Ursachenanalyse, Abstellmaßnahmen und Umsetzung bereits als Leistungsmerkmal – aus meiner Sicht sollte genau dieser Punkt viel stärker als Nutzenversprechen herausgestellt werden.

Unsere Leistungen im Überblick

 

  • Schadensanalysen an lackierten, beschichteten und galvanisierten Bauteilen
  • Analyse von Kundenreklamationen und Feldschäden
  • Untersuchung wiederkehrender Fehlerbilder in der Serie
  • Material-, Oberflächen- und Prozessanalysen
  • Prüfung von Haftung, Schichtaufbau, Schichtdicke und Oberflächenzustand
  • Identifikation von Kontaminationen, Materialunverträglichkeiten und Prozessabweichungen
  • Nachstellung und Bewertung von Fehlermechanismen im Technikum
  • Entwicklung konkreter Abstell- und Präventionsmaßnahmen
  • Unterstützung bei der Umsetzung im Produktionsumfeld
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Schadensanalyse-Galvanotechnik-Labor

Umfassende Analytik für belastbare Ergebnisse 

 

Für die Ursachenanalyse kombinieren wir unterschiedliche Prüf- und Analyseverfahren. Dazu gehören unter anderem:

  • optische Mikroskopie und Querschliffpräparation
  • Rasterelektronenmikroskopie mit EDX-Analyse
  • Infrarot- und Raman-Spektroskopie
  • thermische Analytik wie DSC, TGA und DMA
  • chromatographische Verfahren wie IC und GC-MS
  • Oberflächenenergiebestimmung
  • rheologische Untersuchungen
  • Partikelgrößenanalyse
  • Schichtdicken- und Oberflächenprüfungen

Entscheidend ist die Kombination aus analytischer Ausstattung und beschichtungstechnischer Interpretation. Denn erst die Verbindung von Messergebnissen, Prozesswissen und Anwendungserfahrung ermöglicht eine belastbare Ursachenbewertung. 

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GC-MS mit HeadSpace-Aufgabensystem - Beschichtungsanalyse
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GC-MS Auto-Sampler HeadSpace
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Schleifautomat für Querschliffuntersuchung

Typische Ursachen für Lackier- und Beschichtungsfehler

 

Beschichtungsfehler können viele Ursachen haben. Häufig wirken mehrere Faktoren zusammen. Wir untersuchen sowohl typische als auch komplexe Beschichtungsfehler, wie beispielsweise:

  • unzureichende Reinigung oder Vorbehandlung
  • Oberflächenkontaminationen durch Öle, Silikone, Partikel oder Rückstände
  • ungeeignete oder schwankende Substratqualität
  • fehlerhafte Mischungsverhältnisse bei 2K-Systemen
  • unvollständige Trocknung oder Aushärtung
  • Verunreinigungen im Beschichtungsmaterial
  • ungeeignete Prozessparameter
  • mechanische, chemische oder klimatische Belastung
  • Wechselwirkungen zwischen Substrat, Vorbehandlung und Beschichtungssystem

Unser Ziel ist es, nicht nur eine mögliche Ursache zu benennen, sondern die relevanten Einflussfaktoren nachvollziehbar einzugrenzen.

Für Unternehmen mit akuten Beschichtungsproblemen

 

Unsere Schadens- und Fehleranalysen richten sich an Unternehmen, die lackierte oder beschichtete Bauteile herstellen, beschichten, prüfen oder einsetzen. Unsere Kunden sind:

  • industrielle Lackierbetriebe
  • Pulverbeschichtungsbetriebe
  • galvanotechnische Betriebe
  • Automobilzulieferer
  • Maschinen- und Anlagenbauer
  • Hersteller von Kunststoff- und Metallbauteilen
  • Qualitätsmanagement und Reklamationsmanagement
  • Entwicklungsabteilungen für Beschichtungssysteme
  • Unternehmen mit Serienproduktion und Feldreklamationen

Besonders sinnvoll ist eine Analyse, wenn interne Prüfungen keine eindeutige Erklärung liefern oder bereits Kosten durch Ausschuss, Nacharbeit, Lieferverzug oder Kundenreklamationen entstehen.

Praxisbeispiele: Gelöste Schadensfälle aus der Industrie

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    Schadensbild: Eine UV-gehärtete Beschichtung löste sich mit einem Tape ohne weitere Krafteinwirkung vom Untergrund. Die Ursache war zunächst unklar.

    Analyse: Untersucht wurden Schichtaufbau, Grenzflächen, Materialzusammensetzung und mögliche Einflussfaktoren aus Vorbehandlung und Aushärtung. Die infrarotspektroskopische  Analyse des Doppelbindungsumsatzes zeigt, dass die Beschichtung nicht bis zur Grenzfläche zum Substrat durchgehärtet ist.

    Unsere Lösung für den Kunden: Grund für den Beschichtungsfehler waren die UV-Leuchten. Zur Verbesserung des Härtungsvorgangs wurde eine alternative Strahlungsquelle gefunden, mit der das Haftungsproblem behoben wurde.

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    Schadensbild: Zinkstaubfarbe an einer Produktionsanlage blättert massiv ab und stört den Produktionsprozess.

    Analyse: Bewertet wurden Substratzustand, Schichtaufbau, Haftung, Materialeigenschaften und mögliche Verarbeitungsfehler. Mittels thermogravimetrischer Analyse wurde nachgewiesen, dass die eingesetzte Zinkstaubfarbe zu deutlichem Bindemittelabbau unter Temperatureinwirkung neigt und somit für die Produktionsanlage im vorgegebenen Temperaturbereich ungeeignet ist.

    Unsere Lösung für den Kunden: Aufgrund der thermischen und chemischen Belastung in der Produktionsanlage ist die Einführung eines stabileren Lacksystems mit geeigneten Belastbarkeitsgrenzen zu empfehlen.

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    Schadensbild: Auf lackierten Oberflächen traten sichtbare Abdruckstellen auf. Der Klarlack ist deutlich weicher als üblich und neigt zur Ausbildung von Abdruckstellen bereits bei leichtem Andrücken.

    Analyse: Untersucht wurden mögliche mechanische, thermische und chemische Einflüsse sowie Wechselwirkungen zwischen Lackoberfläche, Lagerung und Kontaktmaterialien. Mittels infrarotspektroskopischer Analyse wurde gezeigt, dass das Mischungsverhältnis von Stammlack und Härter des 2K-Klarlackes deutlich außerhalb der Spezifikation liegt.

    Unsere Lösung für den Kunden: Aufgrund der thermischen und chemischen Belastung in der Produktionsanlage war die Empfehlung, die Einführung eines stabileren Lacksystems mit geeigneten Belastbarkeitsgrenzen.

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    Schadensbild: Auf massivem Metall traten vereinzelt und scheinbar zufällig Haftungsprobleme der Beschichtung auf. Das Fehlerbild war nicht reproduzierbar und erschwerte die Ursachenfindung.

    Analyse: Unsere Untersuchungen zeigten deutliche Schwankungen der Schichtdicke innerhalb der Beschichtung. In Bereichen mit besonders hohen Schichtdicken konnten erhöhte Mengen eingeschlossener Lösemittel nachgewiesen werden. Zusätzlich ergaben die Analysen, dass die Beschichtung zum Schadenszeitpunkt noch nicht vollständig ausgehärtet war und nicht die für die Anwendung erforderlichen Eigenschaften erreichte. Eine Kombination aus zu hohen lokalen Schichtdicken und unvollständiger Aushärtung führte zu einer verminderten Haftfestigkeit der Beschichtung.

    Lösung für unseren Kunden: Die Analyse lieferte konkrete Ansatzpunkte zur Optimierung von Applikation und Aushärtungsprozess, wodurch die Haftungsprobleme dauerhaft reduziert werden konnten.

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    Schadensbild: Abplatzung der chemisch Nickel-Schicht und Korrosionserscheinungen am Grundwerkstoff bei einem sicherheitsrelevanten Bauteil für Windkraftanlagen. Korrosion ist erst nach der Abplatzung entstanden, führt jedoch zu einer erschwerten Ursachenermittlung.

    Analyse: Erkennbare Deformation der Nickelschicht und des Substrates durch äußere mechanische Belastung.

    Unsere Lösung für den Kunden:  Es ist davon auszugehen, dass die gewählte Beschichtung nicht an die mechanische Belastung beim Einsatz angepasst wurde bzw. überdurchschnittlich hohe Kräfte auf das Bauteil gewirkt haben.

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    Problemstellung: Hohe Ausschussquote bei der Beschichtung von Kunststoffbauteilen im Automobilbereich.

    Analyse: Unsere Untersuchungen zeigten deutliche Schwankungen der Schichtdicke innerhalb der Beschichtung. In Bereichen mit besonders hohen Schichtdicken konnten erhöhte Mengen eingeschlossener Lösemittel nachgewiesen werden. Zusätzlich ergaben die Analysen, dass die Beschichtung zum Schadenszeitpunkt noch nicht vollständig ausgehärtet war und nicht die für die Anwendung erforderlichen Eigenschaften erreichte. Die Ursache war letztlich die Kombination aus zu hohen lokalen Schichtdicken und unvollständiger Aushärtung, die zu einer verminderten Haftfestigkeit der Beschichtung führte.

    Unsere Lösung für den Kunden: Die Analyse lieferte konkrete Ansatzpunkte zur Optimierung von Applikation und Aushärtungsprozess, um Haftungsprobleme dauerhaft zu reduzieren und die Schutzwirkung zu verbessern.  

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    Problemstellung: Vielzahl an Fehlerbildern an beschichteten Kunststoffbauteilen im Lüftungsbereich.

    Analyse: Fehleranalyse durch metallographische Zielpräparation und Beurteilung des Produktionsprozesses.

    Ergebnis: Ein wesentlicher Aspekt der auftretenden Beschichtungsfehler zeigt sich im Kunststoff, also im Substrat. Unzureichende Spritzgussparameter und nicht angepasste Spritzgussmaschinen verursachen Inhomogenitäten im Bauteil, die sich in der klassischen Kunststoffgalvanik nicht beschichten lassen.

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    Problemstellung: Verchromte Spezialherdplatten weisen Korrosionserscheinungen auf.

    Analyse:  Verstärkter Angriff der Chromschicht führt zur Ausbildung von Korrosion und somit zum Versagen des Bauteils.

    Ergebnis: Untersuchungen der Schichtoberfläche deuten auf einen chemischen Angriff der Chromschicht hin, verursacht durch chloridische Lösungen. Durchgängige Störungen im Schichtverbund sind nicht erkennbar, so dass ein Beschichtungsfehler ausgeschlossen werden kann.

Häufige Fragen zu Beschichtungsfehlern und Schadensanalysen

 

Wer hilft bei Kundenreklamationen zu lackierten oder beschichteten Bauteilen?

Bei technischen Reklamationen unterstützt das Fraunhofer IPA mit unabhängigen Schadens- und Fehleranalysen. Wir untersuchen Schadensbilder, identifizieren mögliche Ursachen und entwickeln konkrete Abstellmaßnahmen für den Beschichtungsprozess.

Warum haftet die Beschichtung nicht / nicht mehr?

Haftungsverlust kann durch unzureichende Vorbehandlung, Kontaminationen, falsche Materialkombinationen, unvollständige Aushärtung oder Belastungen im Einsatz entstehen. Eine systematische Analyse hilft, die relevanten Einflussfaktoren einzugrenzen.

Was kann Blasenbildung im Lack oder in der Beschichtung verursachen?

Blasenbildung kann unter anderem durch Feuchtigkeit, Ausgasungen, eingeschlossene Verunreinigungen, Substratfehler, ungeeignete Prozessparameter oder chemische Wechselwirkungen verursacht werden. Die tatsächliche Ursache hängt stark vom Beschichtungssystem und vom Prozess ab.

Welche Ursachen gibt es für Krater und Benetzungsstörungen?

Krater entstehen häufig durch Kontaminationen, Oberflächenspannungsunterschiede, Silikone, Öle, Partikel oder ungeeignete Prozessbedingungen. Entscheidend ist, die Quelle der Störung zu identifizieren – etwa im Material, in der Anlage, in der Umgebung oder am Bauteil.

Warum tritt Korrosion unter einer Beschichtung auf?

Korrosion unter der Beschichtung kann durch Fehlstellen, Poren, mangelhafte Vorbehandlung, unzureichende Schichtdicke, Unterwanderung oder hohe Beanspruchung im Einsatz entstehen. Eine Schadensanalyse zeigt, ob das Problem im Beschichtungssystem, im Prozess oder in der Anwendung liegt.

Was tun bei wiederkehrenden Lackierfehlern?

Wenn Fehlerbilder regelmäßig auftreten, sollte nicht nur das einzelne Bauteil untersucht werden. Wichtig ist eine Analyse der gesamten Prozesskette – von Reinigung und Vorbehandlung über Applikation und Aushärtung bis zu Handling, Lagerung und Einsatzbedingungen.

Können Abstellmaßnahmen direkt für den Betrieb abgeleitet werden?

Ja. Neben der Analytik unterstützt das Fraunhofer IPA bei der Bewertung der Ergebnisse und bei der Ableitung konkreter Maßnahmen für den Produktionsprozess. Bei Bedarf begleiten wir auch die Umsetzung vor Ort.

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