Initiative für eine vereinheitlichte Prüfung auf lackbenetzungsstörende Substanzen (LABS)

Oberflächen 05. 08. 2016

Von Eberhard Klaiber und Holger Jonak

Die Zulieferer in der Automobilindustrie werden mit der Anforderung konfrontiert, ihre Produkte frei von lackbenetzungs­störenden Substanzen zu liefern. Die dafür vorgesehene Prüfvorschrift wird von den verschiedenen Automobilunternehmen gleich mitgeliefert. Für die Zulieferer bedeu­tet dies allerdings, dass sie (streng genommen) jedes Produkt gleich mehreren verschiedenen, einschlägigen Prüfungen unterziehen müssen. Dies ist allerdings praxisfremd und wirtschaftlich nicht darstellbar. Daher entsteht momentan beim VDMA im Fachbereich Oberflächentechnik ein VDMA-Einheitsblatt, welches eine vereinheitlichte Prüfung auf lackbenetzungsstörende Substanzen zum Ziel hat.

Was ist LABS?

LABS, also eine lackbenetzungsstörende Substanz, ist weder sichtbar noch riechbar und daher nur schwer zu erkennen. Nur ihre Wirkung im Lackierprozess wird als störend und damit als Fehler erkannt.

Damit ein Lack einen zu lackierenden Unter­grund vollständig benetzen kann, muss die Oberflächenspannung dieses Untergrunds höher sein als die des Lacks. LABS hat per Definition eine Oberflächenspannung kleiner der des Lacks, somit wird an den Stellen mit LABS die Benetzung gestört (Abb. 1). Der Effekt der unterschiedlichen Oberflächenspannungen kann mit Wasser in einer mit PTFE beschichteten Pfanne sichtbar ­gemacht werden (Abb. 2).

Abb. 1: Schematische Darstellung eines Ober­flächenbereichs mit Benetzungsstörung

 

Abb. 2: Wirkung der Benetzungsstörung am Beispiel einer Pfanne mit PTFE-Oberfläche

 

Was sind LABS-Quellen?

Die Frage nach den LABS-Quellen kann dahingehend präzisiert werden, indem nach dem Stoff gefragt wird, der lackbenetzungs­störend wirkt.

Es gibt heute keine vollständige Liste solcher Stoffe. Die typischen Vertreter sind unter anderem Öle und Fette, wobei nicht alle lackbenetzungsstörend wirken. Bei den Ölen ist Silikonöl eine typische Quelle für LABS, Mineralöl eher nicht. Hochtempe­raturfette sind typische Quellen für LABS, litiumverseifte Fette eher nicht.

Die in der Herstellung von Elastomerbau­teilen verwendeten Trennmittel sind ebenso typische Quellen wie auch Haarspray und bestimmte Cremes bei Körperpflegemitteln. All diese Stoffe können ein Fertigungswerk kontaminieren beziehungsweise innerhalb des Werks verschleppt werden. Der Faktor Mensch spielt hier eine wesentliche Rolle.

Wie wirkt sich LABS aus?

Besonders an großflächig lackierten Oberflächen wie Fahrzeugen stören kleinste Krater und andere Fehlstellen in der Lackschicht, die unter anderem durch LABS verursacht sein können. Die Folge für einen lackverarbeitenden Betrieb sind neben Fehlersuche und Produktionsstopp unter Umständen hohe Nacharbeitskosten und Folgeaufwände für die Reinigung bis hin zum Austausch von LABS-haltigen Bauteilen.

Wie kann LABS nachgewiesen werden?

Wissenschaftliche Analyseverfahren sind möglich, jedoch in der betrieblichen Praxis­ nicht anwendbar. Daher werden Stand heute Lackverträglichkeitsprüfungen an Bauteilen nach definierten Prüfmethoden durchgeführt. Dabei wird die Wirkung einer Benetzungsstörung augenscheinlich bewertet (Abb. 3); das heißt: Entstehen bei der Prüfung Krater, ist das Bauteil nicht in Ordnung.

Abb. 3: Beispiel für eine großflächige Benetzungsstörung, hervorgerufen durch ein Hochtemperatur-Schmierfett

 

In diesem Punkt sind sich Zulieferer und ­Automobilindustrie einig. Die bei einer Bestellung angeforderte LABS-Freiheit kann mithilfe einer mehr oder weniger einfachen Prüfung ermittelt werden. In Detail jedoch haben die verschiedenen Automobilunternehmen unterschiedliche Vorstellungen zur Prüfung.

Normungsprojekt

Dieser Umstand hat zu einer Initiative einiger Hersteller geführt, die sich in einem Erfahrungskreis zunächst intensiv mit den verschiedenen Prüfmethoden auseinandergesetzt haben.

Inzwischen wurde daraus ein Normungsprojekt unter dem Dach der VDMA-Fach­abteilung Oberflächentechnik. Am runden Tisch der Normung sitzen neben einigen Herstellern von Komponenten und Lackieranlagen auch Vertreter von Instituten, die sich mit Lackierung beschäftigen, sowie jetzt auch Fachleute aus der Automobil­industrie.

VDMA-Einheitsblatt

In der bisherigen Praxis fordert der Kunde­ (z. B. ein Unternehmen aus der Automobilindustrie) in einer Bestellung grundsätzlich LABS-frei, unabhängig davon, wo in der Fabrik des Kunden das Bauteil eingesetzt wird. Es ist nur schwer nachvollziehbar, warum ein Bauteil für die Endmontage (weit nach der Lackierung) ebenso scharf geprüft werden muss wie die Sprühpistole, die den Lack auf die Oberfläche des Fahrzeugs bringt.

LABS-Relevanz und Zonen

In dem VDMA-Einheitsblatt ist daher ein zentraler Gedanke beschrieben, der einen lackverarbeitenden Betrieb in verschiedene Zonen einteilt (Abb. 4). Dabei hat Zone I (alle Bereiche der Vorbehandlung, Lackierung und Trocknung) eine hohe LABS-Relevanz, Zone II (unmittelbar angrenzend an Zone I und innerhalb des lackverarbeitenden Produktionsbereichs) eine niedrige LABS-Relevanz und Zone III (außerhalb des lackverarbeitenden Produktionsbereichs) hat keine LABS-Relevanz.

Abb. 4: Schema zur Festlegung der LABS-Zonen

 

Produktgruppen und Prüfklassen

Den Zonen lassen sich detailliert beschriebene Produktgruppen zuordnen, für die dann wiederum Prüfklassen definiert sind. Beispielsweise ist die Steuerung einer ­Lackieranlage der Produktgruppe C zuzuordnen, da sie sich in Zone II befindet.

Für die Produktgruppe C ist folgende Prüfung vorgesehen: Trocken Abreiben. Das bedeutet, dass ein Bauteil ohne zusätzliche Hilfsstoffe (trocken) auf einer Prüfunterlage ­gerieben wird, sofern das Bauteil dies zulässt. Andernfalls muss das Bauteil mit definierter Druckluft nach VDMA 15390-3 abgeblasen werden. Der Abrieb beziehungs­weise die abgeblasenen Rückstände werden überlackiert und per Augenschein auf Kraterbildung oder sonstige Benetzungsstörung beurteilt.

Die Produktgruppe S gilt allgemein für Stoffe, die sich erfahrungsgemäß über die Zonen hinweg leicht verschleppen lassen und somit keiner bestimmten Zone zugeordnet werden. Daher ist für diese Produktgruppe eine Prüfung vorgesehen, die den Anforderungen für Zone I standhält.

Prüfung und Auswertung

Das Überlackieren mit handelsüblichen Lacken ist allen Prüfungen gemeinsam. Je nach Prüfklasse werden Prüfungen wie Spülen und Einlegen mit definiertem Löse­mittel oder auch direktes Auftragen bei Stoffen unterschieden.

Eine objektive Auswertung ohne zusätzliche Hilfsmittel ist möglich, entsprechende Erfahrung ist jedoch äußerst hilfreich.

LABS-Konformität und Kennzeichnung

Als Ergebnis der Prüfungen wird einem Prüfling LABS-Konformität bescheinigt. Daher heißt die Kennzeichnung, die beispielsweise ein Hersteller in seinem Katalog oder Datenblatt verwenden kann wie folgt:

  • LABS-Konformität VDMA-24364-A2

Damit wird bescheinigt, dass ein Bauteil nach den Regeln der Prüfklasse A2 geprüft wurde und damit geeignet ist, in Zone I eingesetzt zu werden.

Eben diese Bezeichnung kann ein Kunde bei seiner Bestellung angeben. Somit ist der ­eigentliche Zweck einer allgemein anerkannten Norm erfüllt, nämlich Handelshemmnisse abzubauen.

Ziel des VDMA-Einheitsblatts ist die Definition von Prüfungen, die einerseits möglichst einfach gehalten und für jedermann durchführbar sind und andererseits die tatsächlichen und realistischen Anforderungen der Automobilindustrie erfüllen.

Formal steht das VDMA-Einheitsblatt mit der Dokumentnummer VDMA 24364 kurz vor der Veröffentlichung als Entwurf.

Kontakt

Eberhard Klaiber, Festo AG & Co. KG
E-Mail: eberhard.klaiber@festo.com

Holger Jonak, Festo AG & Co. KG
E-Mail: holger.jonak@festo.com

 
 
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