Kratzersichtbarkeit auf Bezugsmaterialien

BMWi INNO-KOM 49MF180009 | Laufzeit: 04.2018 – 09.2020 Falk Simon, Susanne Fritz, Frauke Junghans, FILK Freiberg
  • Categories:
  • Werkstoffcharakterisierung

Ausgangssituation

Kratzer auf Bezugs­materialien lösen im Allgemeinen Kunden­unzufrieden­heit aus, da sie als Produkt­mangel wahr­genommen werden und einen täglich sicht­baren Stör­faktor bilden, weshalb die Kratz­festig­keit ein wichtiges Kriterium für die Opti­mierung von Bezugs­materialien dar­stellt. Kratzer auf weichen, visko­elastischen Materialien und deren Wirkung auf den Kunden wurden bisher aber nicht syste­matisch, wissen­schaftlich unter­sucht. Eine harte, haptisch unange­nehme Ober­flächen­beschichtung ist aktuell oft die Methode der Wahl zur Redu­zierung der Kratz­anfällig­keit. Über andere Möglich­keiten, die Kratz­anfällig­keit auf Ledern und Kunst­ledern zu verringern, gab es bisher kaum gesicherte Erkennt­nisse. Auch eine Methode zur objek­tiven und quanti­ta­tiven Bewertung von Kratzern auf solchen Materialien exis­tierte nicht, da sich die Kratzer in Ausprägung und Erscheinungs­form sehr stark unter­scheiden können und aufgrund des komplexen Deformations­verhaltens des Substrats in ihren Abmessungen mess­technisch nicht erfassbar sind.

Projektziel

Ziel des Projektes war die Verbesserung der Möglich­keiten zur ziel­gerichteten Opti­mierung von Bezugs­materialien hinsicht­lich der Kratz­anfällig­keit. Der vom Kunden subjektiv empfundene Stör­faktor des Kratzers (Kratzer­sichtbar­keit) wurde dabei als wesent­liches Optimierungs­kriterium angesehen.

Lösungsweg

Auf einer Auswahl von Praxis­materialien, die die Eigenschafts­viel­falt von Leder- und Kunst­leder­materialien hinsicht­lich Dicke, Material­aufbau, Art des Deck­strichs, Farbe, Narbung usw. wider­spiegeln, wurde mit verschie­denen Kratz­spitzen und Belas­tungen eine Viel­zahl sich in Erscheinungs­form und Ausprägung unter­schei­dender Kratzer erzeugt. Diese Kratzer wurden sowohl nach aktu­ellem Stand der Technik visuell beur­teilt als auch in mehreren Probanden­studien nach verschie­denen Kriterien subjektiv bewertet. Die Ergebnisse dieser Unter­suchungen wurden einer­seits genutzt, um eine objektive Methode zur quanti­ta­tiven Kratzer­bewertung zu entwickeln und anderer­seits, um neben der Kratz­fest­beschichtung andere Möglich­keiten zu ermitteln, die Kratzer­sicht­bar­keit zu verringern.

Ergebnisse

Da für Leder und Kunstleder vor allem die visuelle Wahr­nehmung des Kratzers durch den Kunden entschei­dend ist, wurde im Projekt eine objektive Bewertungs­methode entwickelt, die auf der Auswertung einer foto­grafi­schen Nahaufnahme des Kratzers beruht. Die mit dem Kratzer verbun­denen Deforma­tionen, Material­aufwer­fungen oder aufge­rissenen Ränder rufen bei einer bestimmten Beleuch­tung Verände­rungen in den Licht-Schatten­verhältnissen hervor. Um die entste­henden Unter­schiede in den Farb­intensitäts­verteilungen anhand des Fotos detek­tierbar zu machen, wurde im Projekt ein Auswerte­algorithmus entspre­chend entwickelt, dass eine möglichst gute Korre­lation zur in Probanden­studien ermittelten Kratzer­sicht­bar­keit vorlag. Damit existiert erst­mals für die Material­opti­mierung eine objektive und quanti­tative Methode zur Bewer­tung der Kratzer­sicht­bar­keit.

Auf Grundlage der durchgeführten Unter­suchungen steigt die Kratzer­sicht­bar­keit:

  • für ein Material (nicht linear) mit der Belastung.

  • entscheidend mit der Erscheinungs­form des Kratzers in der Reihenfolge: glatter Schnitt < ausgeprägte Rille < stückweise aufgerissenes Material < tiefer Kratzer mit ausge­fransten Kanten < ausgefranster Kratzer mit seitlichen Material­aufwer­fungen

  • bei gleicher Erscheinungs­form des Kratzers mit der Intensität der Farbe, der Feinheit der Narbung und dem Glanz der Oberfläche

Narbungen, die kratzer­ähnliche Struktur­elemente, wie lange, zufällig orientierte Linien oder Vertie­fungen enthalten, können dagegen die Kratzer­sicht­bar­keit sehr stark herabsetzen.

   

Bericht anfragen

Danksagung

Das Forschungsvorhaben „Kratzer­sicht­barkeit auf Bezugs­materialien“, Reg.-Nr.: 49MF180009 wurde anteilig vom Bundes­ministerium für Wirt­schaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundes­tages innerhalb des Förder­programms „FuE-Förderung gemeinnütziger externer Industrie­forschungs­einrichtungen – Innovations­kompetenz (INNO-KOM) – Modul Markt­orientierte Forschung und Entwicklung (MF)“ über den Projekt­träger EuroNorm GmbH gefördert. Wir bedanken uns für die gewährte Unter­stützung.

Contact

FILK Freiberg Institute gGmbH
Meißner Ring 1-5
09599 Freiberg

GERMANY

Fon: +49-(0)3731-366-0
Fax: +49-(0)3731-366-130
E-Mail: mailbox@filkfreiberg.de