Orange Peel / DOI Messgerät

Welligkeitsmessgerät misst Welligkeitswert

Orangenhaut bzw. Orange Peel klinkt unschön; ist es auch – vor allem bei Lackoberflächen. Der Orangenschalen-Effekt, auch Spritznarbigkeit genannt, bezeichnet eine Verlaufsstörung von Lack. Die Beschaffenheit der Lackstruktur ähnelt dann einer Orangenschale – daher die Bezeichnung Orange Peel/ Orangenschalen-Effekt. Diese Verlaufsstörung kann man mit einem sogenannten Orange Peel Meter oder DOI Meter messen. Da das menschliche Auge diese Welligkeit schnell wahrnimmt und als minderwertig ansieht, sind DOI Messgerät und Orange Peel Meter unerlässlich in Industrien wie der Automobilbranche, dem Gehäuse- und Möbelbau sowie überall, wo es auf einwandfreie glatte Oberflächen ankommt.

In diesem Artikel gehen wir darauf ein, was Orangenschaleneffekt, DOI sowie Long Wave und Short Wave sind, wie die DOI-Messung funktioniert, und zeigen eine Auswahl von DOI Messgeräten.

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Orange Peel und DOI (Distinctness of Image)

Der vom Englischen Distinctness of Image abgeleitete Begriff DOI beschreibt das Maß der Schärfe des in einer Beschichtungsoberfläche reflektierten Bildes. Zwar können zwei Beschichtungen identische Glanzwerte aufweisen, jedoch kann die Qualität sehr unterschiedlich sein. Eine visuell mangelhafte Lackoberfläche nennt man “Orangenhaut”. Orangenhaut, Orange Peel oder auch Spritznarbigkeit zeichnet sich durch eine genarbte Textur aus. Sie sieht speckig und wellig aus, durch nebeneinanderliegende dunkle und helle Felder.

• Orangenhaut/Orangenschalen-Effekt beschreibt die Struktur einer Oberfläche
• DOI ist der Welligkeitswert/ der Grad der Verzerrung des gespiegelten Bildes auf der Oberfläche.

Beim Betrachten eines reflektierten Objekts in Orangenhaut-Lack erscheint das Bild unscharf und verzerrt. Eine Oberfläche, die ein perfektes verzerrungsfreies Bild reflektiert, resultiert in einem Wert von 100.

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Mit Orange Peel Meter Welligkeit messen: 3 Größen

Das Erscheinungsbild von lackierten Oberflächen hängt von 3 Größen ab. Orange Peel Meter beachten daher diese 3 G

1. Strukturgröße → „Porengröße“ der Orangenhaut / Welligkeit

Strukturgröße bezeichnet die Welligkeit der Berge und Täler auf der Oberfläche. Sie kann in ein optisches Profil übertragen werden, welches ein Verlaufsmessgerät misst. Dabei erfasst das Verlaufsmessgerät über eine definierte Strecke von Punkt zu Punkt das optische Helligkeitsprofil.

2. Abbildungsqualität → DOI

Wir wissen jetzt: Je schärfer ein Objekt auf der Oberfläche gespiegelt wird, desto höher ist die Abbildungsqualität. Auf Deutsch passt der Begriff Deutlichkeit am besten als Äquivalent für DOI. Auch Brillanz und Bildschärfe meinen DOI.

3. Betrachtungsabstand

Der Betrachtungsabstand ist ein sehr wichtiger Faktor zur Bestimmung von Oberflächenqualitäten in Bezug auf Welligkeit und Abbildungsqualität. Je größer die Distanz, desto kleiner erscheinen Strukturen.

• Wellen von 10 bis 30 mm sind am besten bei 3 m Distanz sichtbar.
• Strukturgrößen von 0,1 bis 1 mm erst bei naher Betrachtung sichtbar.
• Strukturen < 0,1 mm sind nicht mehr als Hell/Dunkelmmuster wahrnehmbar.
  Stattdessen tritt eine verminderte Abbildungsqualität (DOI) auf.

Auch ab 3 Metern Entfernung kann das menschliche Auge bis 3 mm große Strukturen nicht mehr auflösen. Aber die Abbildungsqualität (gespiegelte Objekte) ist noch immer gut wahrnehmbar und durch jene Strukturen beeinflusst.

Qualität von Lackschichtsystemen sind abhängig von jeder Schichtstruktur, deren Abdeckfähigkeit der vorgehenden Schicht und den Eigenschaften des jeweiligen Untergrund.

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Wavescan Messung: Prinzip undustrieller Messung von DOI und Orange Peel

Die beschriebenen drei Parameter kommen in einem Orange Peel/ DOI Messgerät zusammen. Wie die Erfassung und Berechnung stattfindet, zeigen die Werte aus Welligkeit (LW und SW), Dullness (Mattigkeit) in einem Strukturspektrum.

Welligkeit messen – Wa bis We

Messprinzip im Verlaufsmessgerät: Laser-Punktlichtquelle beleuchtet die Probe unter einem Winkel von 60°. Ein Detektor auf der Gegenseite misst das reflektierte Licht.

Zur Erstellung des optischen Profils einer Probe teilt das Verlaufsmessgerät die gemessenen Wellenlängen in die Bereiche Wa bis We auf. Im Automobilsektor arbeitet man typischerweise mit Wa = 0,1 mm (Grenze des Auflösunsvermögens des menschlichen Auges) bis We = 30 mm.

Eine plane, polierte Glasplatte erzeugt keine Intensitätsschwankungen am Sensor und erhält den Messwert 0.

Dullness messen – du

Doch auch Strukturen < 1 mm Wellenlänge beeinflussen die optische Erscheinung und die Abbildungsqualität. Deshalb nutzt das Messgerät eine CCD Kamera zur Messung von diffusem Streulicht, welches von Feinstrukturen herrührt. Man nennt diese Größe Dullness oder Mattigkeit.

Long Wave, Short Wave – SW, LW

Die Wellenlängen von Strukturen in einer Lackierung kann man in kurzwellig und langwellig unterteilen. Die englischen Begriffe Short Wave (SW) und Long Wave (LW) haben sich eingebürgert, wenn man über Long Wave Short Wave Lackierung spricht.

• Short Wave Kurzwellig: 0,3 mm bis 1,2 mm
• Long Wave Langwellig: 1,2 mm bis 12 mm

Strukturspektrum

Die Werte Dullness, Wa bis We ergeben ein sogenanntes Strukturspektrum einer Oberfläche. Das Strukturspektrum ergibt die Bewertbarkeit der Welligkeit. Zudem gibt das Strukturspektrum gemeinsam mit den Bereichen SW und LW Aufschluss über DOI.

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Orange Peel Meter Hersteller und Verfügbarkeit

Orange Peel Meter beziehungsweise DOI Messgeräte sind für viele Produktionsfirmen unerlässlich. Orangenschalen-Effekte kann man vermeiden, indem man auf das Folgende achtet.

Mögliche Ursachen von Orange Peel sind mitunter:

• zu hohe Viskosität des Lackes (Messbar mit Viskosimetern)
• Verwendung ungeeigneter Verdünnung
• unpassende Düsengrößen der Lackpistole
• zu großer Spritzabstand.

Die folgende Tabelle enthält eine kleine Auswahl von Orange Peel Meter Geräten / DOI Messgeräten, die in Deutschland erhältlich sind. Hersteller von DOI Messgeräten/ Orange Peel Metern sind etwa Konica Minolta und Elcometer. Zögern Sie nicht, sich mit uns in Verbindung zu setzen, indem Sie unten  stehenden Button klicken und uns Ihre Anfrage zu Lackmessgeräten kostenlos zukommen lassen.