Bild 1: Das mobile Kontaktwinkelmessgerät PCA 200 ist ideal geeignet für die Qualitätskontrolle während des Fertigungsprozesses (Bild: DataPhysics Instruments)
04.07.2024 Alternative zu Testtinten
Mit dem mobilen Kontaktwinkelmessgerät PCA 200 bietet DataPhysics Instruments ein vollständig autonomes Handmessgerät zur Bestimmung der Oberflächenenergie, das mit seiner quantitativen, reproduzierbaren Messmethodik als Alternative zu Testtinten in der Qualitätskontrolle und Produktion entwickelt wurde. Das PCA 200 ermöglicht die zerstörungsfreie Prüfung von Oberflächen jeder Größe – und nimmt dabei lediglich den Platz einer typischen Digitalkamera ein.
Für die Charakterisierung der oberflächenchemischen Eigenschaften eines Werkstücks hat sich die Messung der Oberflächenenergie etabliert. Die Oberflächenenergie beschreibt, wie leicht sich eine feste Oberfläche benetzen lässt. In der Produktion und Qualitätskontrolle von Oberflächen werden für solche Benetzungstests häufig Testtinten eingesetzt. Mithilfe dieser Testtinten können die Benetzungseigenschaften von festen Oberflächen allerdings nur subjektiv eingeschätzt werden.
Mit dem mobilen Kontaktwinkelmessgerät PCA 200 lässt sich die Oberflächenenergie anhand von Kontaktwinkelmessungen mit zwei Testflüssigkeiten genaustens bestimmen. Eine solche Messung bietet gegenüber Testtinten signifikante Vorteile: Das Verfahren ist objektiv, quantitativ, reproduzierbar und liefert zusätzliche Informationen, da die Oberflächenenergie in polare und disperse Anteile gegliedert wird. Dies lässt Aussagen darüber zu, ob die Oberfläche mit wässrigen oder ölbasierten Flüssigkeiten besser benetzbar ist oder wie gut die Oberfläche an einer anderen haften kann.
In der Produktion und der Qualitätskontrolle stoßen traditionelle Labormessgeräte für die genaue, quantitative Charakterisierung von Oberflächen an ihre Grenzen. Fertigungsteile sind oft zu groß und zu schwer, um sie mit einem solchen Labormessgerät zu analysieren. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil des neuen Kontaktwinkelmessgeräts: Dank seines kompakten Designs kann es die Oberflächenenergie auf großen Oberflächen zerstörungsfrei bestimmen. So kann man Fertigungsteile, wie z.B. Autowindschutzscheiben, Karosserieteile, großflächige Wafer oder Verbundwerkstoffe, nach der Messung mit dem PCA 200 und einer einfachen Reinigung in die Produktion zurückführen, ohne dass sie Schaden nehmen.
Das PCA 200 ist autonom und kabellos nutzbar. Mit einem leistungsstarken Akku ist es für einen Arbeitstag bestens gerüstet. Zusätzlich reicht jede Füllung der Flüssigkeitskartuschen für über 1.000 Messungen. Auf dem integrierten Touchscreen zeigt das PCA 200 vor der Messung ein Live-Vorschaubild der zu analysierenden Oberfläche an. Diese Funktion erlaubt eine visuelle Überprüfung, um sicherzustellen, dass die Messung genau an der richtigen Stelle stattfindet.
Das PCA 200 dosiert beide Testflüssigkeiten gleichzeitig auf die Oberfläche. So ist die Bestimmung der Oberflächenenergie mit einem einzigen Knopfdruck möglich, wodurch die Effizienz der Arbeitsabläufe gesteigert wird. Nach der Messung zeigt das Gerät auf dem Display in Sekundenschnelle die Ergebnisse an, was eine unmittelbare Auswertung ermöglicht. So lassen sich direkt vor Ort in der Produktion Aussagen über die Qualität einer Beschichtung oder die Probenreinheit treffen. Die Identifizierung der Proben erfolgt dabei über den integrierten Barcode/QR-Codescanner oder ein Ziffernfeld auf den Touchscreen.
Das Gerät kann zusätzlich ganz einfach über einen USB-C-Anschluss mit einem PC verbunden werden. Auf einer übersichtlichen Benutzeroberfläche, die in jedem gängigen Webbrowser aufgerufen werden kann, lassen sich Geräteeinstellungen vornehmen und Messergebnisse exportieren. Außerdem bietet DataPhysics Instruments mit der Experten-Software dpiMAX eine Ergänzung für erweiterte Analysen und eine systematische Datenverwaltung an.
