Bildliche Dokumentation · BSFZ-Nachforderung

Adhäsions- und Benetzungsprozesse

Section 01 · Titel

Experimentelle Untersuchung von Stabilitäts- und Versagensgrenzen in Adhäsions- und Benetzungsprozessen

Darstellung der Untersuchungsergebnisse anhand realer Material- und Prozesskombinationen.

STABILÜBERGANGINSTABIL
Section 02

Referenzmaterialien

Verwendete Material- und Verbundsysteme im Untersuchungsumfang.

3M Envision 48C-20R Comply
Druckmedium3M Envision 48C-20R Comply
3M Envision 48 Schutzlaminat
Laminat3M Envision 48 Schutzlaminat
ORAJET 3174XM-010
DruckmediumORAJET 3174XM-010
ORACAL 1740-010
FolieORACAL 1740-010
Oraguard PP-Folie
SchutzfolieOraguard PP-Folie
REGUsign PF2
SchablonenmaterialREGUsign PF2
Section 03

Versuchskette

Ablauf der einzelnen Prozessschritte vom Material bis zur Auswertung.

  1. Versuchsschritt 1: Material
    Schritt 01MaterialEingang
  2. Versuchsschritt 2: Vorbereitung
    Schritt 02VorbereitungProduktion
  3. Versuchsschritt 3: Konditionierung
    Schritt 03KonditionierungFeuchte / Temp.
  4. Versuchsschritt 4: Druckprozess
    Schritt 04DruckprozessDruck
  5. Versuchsschritt 5: Laminierung
    Schritt 05LaminierungVerbund
  6. Versuchsschritt 6: Beobachtung
    Schritt 06BeobachtungQS
Section 04

Parameter-Variation

Variation der Parameterkombinationen zur Identifikation von Stabilitätsgrenzen.

Materialsystem ↓ / Parameter →FeuchteTemperaturTintenauftragLaminataufbauOberfläche
3M Envision + Laminat
ORAJET + Oraguard—
ORACAL solo——
REGUsign + 3M Envision
Section 05

Stabile Zustände

Gleichmäßige Benetzung, saubere Oberfläche, vollflächige Haftung.

Mockup-Bild – 3M Envision + Laminat – 23 °C / 50 % rF / Standardauftrag
3M Envision + LaminatSTABIL

23 °C / 50 % rF / Standardauftrag

Mockup-Bild – ORAJET + Oraguard – 21 °C / 45 % rF / Standardauftrag
ORAJET + OraguardSTABIL

21 °C / 45 % rF / Standardauftrag

Mockup-Bild – 3M Envision + Laminat – 22 °C / 48 % rF / reduzierter Auftrag
3M Envision + LaminatSTABIL

22 °C / 48 % rF / reduzierter Auftrag

Section 06

Übergangszustände

Erste sichtbare Abweichungen, partielle Haftung, beginnende Unregelmäßigkeiten. Kleine Parameteränderung – sichtbarer Effekt.

Mockup-Bild – ORAJET + Oraguard – 23 °C / 65 % rF
ORAJET + OraguardÜBERGANG

23 °C / 65 % rF

Mockup-Bild – ORACAL 1740 – 26 °C / 55 % rF / hoher Auftrag
ORACAL 1740ÜBERGANG

26 °C / 55 % rF / hoher Auftrag

Mockup-Bild – 3M Envision + Laminat – 28 °C / 70 % rF
3M Envision + LaminatÜBERGANG

28 °C / 70 % rF

Mockup-Bild – REGUsign + 3M Envision – 24 °C / 60 % rF / hoher Auftrag
REGUsign + 3M EnvisionÜBERGANG

24 °C / 60 % rF / hoher Auftrag

Section 07

Instabile Zustände

Delamination, Blasenbildung, Haftungsverlust, ungleichmäßige Benetzung.

Mockup-Bild – 3M Envision + Laminat – 32 °C / 80 % rF
3M Envision + LaminatINSTABIL

32 °C / 80 % rF

Mockup-Bild – ORAJET + Oraguard – 30 °C / 78 % rF / hoher Auftrag
ORAJET + OraguardINSTABIL

30 °C / 78 % rF / hoher Auftrag

Mockup-Bild – ORACAL 1740 ohne Laminat – 29 °C / 75 % rF / sehr hoher Auftrag
ORACAL 1740 ohne LaminatINSTABIL

29 °C / 75 % rF / sehr hoher Auftrag

Mockup-Bild – REGUsign + 3M Envision – 33 °C / 82 % rF
REGUsign + 3M EnvisionINSTABIL

33 °C / 82 % rF

Section 08

Direktvergleiche

Gleiche Materialien, leicht veränderte Parameter, deutlich anderes Verhalten – Beleg für nichtlineare Übergänge.

Direktvergleich

Trocken vs. feucht

Konditionierung 45 % rF → 78 % rF

Mockup A – 45 % rF
A
45 % rFSTABIL
Mockup B – 78 % rF
B
78 % rFINSTABIL

BeobachtungGleichmäßige Haftung kippt in flächige Blasenbildung.

Direktvergleich

Temperatur niedrig vs. hoch

21 °C → 33 °C, sonst identisch

Mockup A – 21 °C
A
21 °CSTABIL
Mockup B – 33 °C
B
33 °CINSTABIL

BeobachtungVerbund stabil bei 21 °C, beginnende Delamination bei 33 °C.

Direktvergleich

Mit vs. ohne Laminat

Identische Folie und Tintenauftrag

Mockup A – mit Laminat
A
mit LaminatSTABIL
Mockup B – ohne Laminat
B
ohne LaminatÜBERGANG

BeobachtungSchutzlaminat verhindert Oberflächendefekte und Dewetting.

Direktvergleich

Tintenauftrag niedrig vs. hoch

Auftragsmenge ×2,5 bei sonst gleichen Parametern

Mockup A – Standardauftrag
A
StandardauftragSTABIL
Mockup B – hoher Auftrag
B
hoher AuftragINSTABIL

BeobachtungBei hohem Auftrag kollabiert die Benetzung in Tropfeninseln.

Section 09

Reproduzierbarkeit

Identische Parameter, vier unabhängige Versuche, vergleichbares Ergebnis.

Reproduzierbar · n = 4Parameter: 26 °C / 60 % rF / hoher Auftrag
Replikat 1
Replikat 1ÜBERGANG
Replikat 2
Replikat 2ÜBERGANG
Replikat 3
Replikat 3ÜBERGANG
Replikat 4
Replikat 4ÜBERGANG
Section 10

Stabilitätsgrenzen

Ableitung der experimentell bestimmten Bereichsgrenzen.

BereichParameterfensterZustand
A20–24 °C, 40–55 % rF, StandardauftragSTABIL
B24–28 °C, 55–70 % rF oder erhöhter AuftragÜBERGANG
C> 28 °C, > 70 % rF oder stark erhöhter AuftragINSTABIL

Beispielbild je Bereich · aus dem Versuchsmaterial abgeleitet

Beispiel Bereich A – stabil
A
Bereich A · stabil
Beispiel Bereich B – Übergang
B
Bereich B · Übergang
Beispiel Bereich C – instabil
C
Bereich C · instabil
A · stabil
B · Übergang
C · instabil
geringe Belastungsteigende Belastungkritische Belastung

Reproduzierbare Übergänge zwischen stabilen und instabilen Zuständen wurden experimentell bestimmt.

Section 11 · Ergebnis

Stabilitäts- und Versagensgrenzen konnten unter realen Material- und Prozessbedingungen reproduzierbar bestimmt werden.