Rhopoint TAMS™ - ein innovatives neues Messsystem zur Charakterisierung des visuellen Qualitätsempfindens von Hochglanzoberflächen
Bisherige Messmethoden zur Charakterisierung des optischen Eindruckes sind hochkomplex und hauptsächlich Experten vorbehalten. Um eine schnelle und unkompliziertere Aussage über die visuelle Qualität einer Oberfläche zu erhalten, wurde in mehrjähriger Zusammenarbeit zwischen Spezialisten der Volkswagen AG, der Audi AG sowie der englischen Firma Rhopoint Instruments Ltd. ein innovatives Messgerät entwickelt, welches die menschliche Wahrnehmung abbildet – das Rhopoint TAMS™ (Total Appearance Measurement System). Das Erscheinungsbild lackierter Oberflächen ist für alle Premium-Beschichter und insbesondere Automobilhersteller von überragender Bedeutung, da der erste optische Eindruck der Oberflächengüte, den ein Kunde von einem Produkt gewinnt, oft die spätere Kaufentscheidung erheblich beeinflusst. Die Qualität der lackierten Flächen sollte daher vom Kunden visuell als ansprechend wahrgenommen werden, was neben dem Farbton auch erheblich durch die perfekte Struktur der Oberfläche beeinflusst wird. Herkömmliche Messinstrumente stützen sich auf Anwender, welche die mitunter hochkomplexen Werte mehrerer Messgeräte als reales optisches Erscheinungsbild interpretieren. Dies führt bekanntermaßen häufig zu mangelhafter Kommunikation über die Oberflächenbeschaffenheiten, z.B. zwischen dem Hersteller und den Unternehmen, welche Anbauteile liefern. Probleme bei der Korrelation zwischen gemessenen Werten und dem optisch erlebten Eindruck können zu einem Finish führen, das die Erwartungen des Herstellers nicht erfüllt, obwohl alle herkömmlich gemessenen Parameter innerhalb ihrer Toleranzbereiche liegen. Um die Lackierprozesse zu optimieren, hat die Volkswagen AG vor einigen Jahren ein umfassendes Innovationsprojekt initiiert, das sich mit der Untersuchung und Verbesserung der grundlegenden Vorgänge bei der Messung des Automobilfinish befasst. Das Projekt führte zur Entwicklung einer vollständig neuen Instrumententechnologie durch Rhopoint Instruments Ltd., ein Unternehmen, das sich auf die Beurteilung der Wahrnehmung des Erscheinungsbildes spezialisiert hat. Ein wichtiger Teil des Projektes war die intensive Untersuchung der menschlichen Wahrnehmung, die bei der AUDI AG durchgeführt wurde, und die gemeinsame Erarbeitung von Definitionen und Rechenmodellen für eine umfassende Beschreibung der Eindrücke, die Menschen beim Anblick der Oberflächen von Automobilen haben. Das menschliche Auge bewertet Oberflächen, indem es zwei verschiedene Fokussierungen durchläuft – die Fokussierung auf kurze Distanz zur Evaluation von Oberflächenstrukturen und Defekten, sowie dem Fokus auf Spiegelungen und Verläufe einer Oberfläche bei sogenannter „Show-Room“-Distanz, also einem Abstand von ca. 1.5m, welchen ein Beobachter im Allgemeinen bei der „normalen“ Betrachtung eines Automobils einnimmt. Dabei durchläuft das Gehirn des Betrachters diverse Einschätzungen, und Grundlage seiner Reaktion ist: „Sieht dieses Produkt gut aus?“ bzw. „Wirken angrenzende Teile harmonisch und homogen?“, Prozesse, welche sich schlussendlich auf die Kaufentscheidung auswirken. Das Rhopoint TAMS™ spiegelt diese Prozesse wider, indem es die Funktionen des menschlichen Auges imitiert und die im Gehirn ablaufenden Mechanismen mithilfe einer Doppelfokus-Bildtechnik sowie Bildgabe- und Rechensystemen auf Hightech-Niveau abbildet. Das Rhopoint TAMS™ erfasst die Bilder auf unterschiedlichen Schärfeebenen und berechnet die Eigenschaften mit Hilfe von Wahrnehmungsalgorithmen angelehnt an umfassende Studien zur menschlichen Wahrnehmung, welche bei der AUDI AG durchgeführt wurden. Durch die konsistenten Ergebnisse ist eine komplette Erfassung des optischen Eindruckes möglich. Es wurden intuitive Messparameter gewählt, die eine bessere Kommunikation zwischen allen internen und externen Gliedern der KFZ-Lieferkette sicherstellen, welche am Oberflächenfinish beteiligt sind. Für die umfassende Beschreibung des visuellen Erlebnisses nutzt TAMS™ vier neue Parameter: Kontrast, Bildschärfe, Welligkeit und dominante Strukturgröße. Kontrast steht in Verbindung zum Farbton einer Oberfläche; weiße und metallische Oberflächen haben einen geringen Kontrast, tiefschwarze hingegen 100 %. Kontrast quantifiziert den visuellen Eindruck von „Orange Peel“- und „Haze“- Effekten (Trübung), die bei dunklen Farbtönen mit hohem Kontrast stärker wahrgenommen werden.
Reflektion auf einer weißen Oberfläche
Reflektion auf einer schwarzen Oberfläche
Schärfe quantifiziert die Genauigkeit der von einer Oberfläche reflektierten Bilder, 100 % steht für perfekte Reflektion.
Unscharfe Ansicht bei Showroom-Distanz
Scharfe Ansicht bei Showroom-Distanz
Welligkeit ist ein aus dem menschlichen Empfinden abgeleitetes Maß für den visuellen Eindruck, den die Oberflächenwelligkeit beim Beobachter mit Showroom-Distanz (1,5 m) hervorruft. Oberflächen mit geringer Welligkeit werden von Betrachtern bevorzugt.
Glatte Oberfläche
Wellige Oberfläche
Dimension wiederum beschreibt die dominierende Strukturgröße bei Showroom-Distanz (typische Werte zwischen 1 mm und 6 mm). Die dominante Strukturgröße ist für die Bestimmung der Harmonie zweier benachbarter Teile wichtig.
Oberfläche bei Kleinstruktur-Dominanz
Oberfläche bei Großstruktur-Dominanz
Während diese Parameter alleine für die Bewertung verwendet werden können, liegt jedoch ein signifikanter Vorteil des Rhopoint TAMS™ darin, dass diese Parameter sich zu zwei neuartigen Werten zusammenfassen lassen: Qualität und Harmonie.
Qualität ist ein einzelner Wert, der das gesamte Erscheinungsbild einer Oberfläche zusammenfasst, wobei 100 % für eine absolut glatte Oberfläche mit perfektem optischem Eindruck stehen. Harmonie wurde zur Bewertung der Akzeptierbarkeit zweier benachbarter Teile entwickelt. Ein Wert >1,0 zeigt an, dass die visuelle Qualität der benachbarten Teile vom Beobachter nicht als identisch bzw. als störend empfunden wird. Diese beiden Werte sind die entscheidende Voraussetzung um erstmals klare PASS/FAIL (GUT/SCHLECHT) Bewertungen für die finale Qualitätsprüfung in der Produktionslinie erlauben. Gegründet auf die optische Messtechnik ist das Rhopoint TAMS™ ein entscheidender Fortschritt bei der Messung an Automobil- und Premium-Hochglanz-Beschichtungen, weil es das optische Erlebnis quantifiziert und die Interpretation sowie die Weitergabe der Resultate erleichtert. Die Technologie des Rhopoint TAMS™ erschließt einen umfassenden, klaren Blick auf unterschiedlichste Oberflächen (vom Stahl als Trägermaterial über die elektrophoretische Beschichtung bis zum Decklack), hilft bei der Optimierung des Oberflächenfinish und liefert neue Qualitätskriterien, die nicht den subjektiven Einflüssen einer rein visuellen Beurteilung unterliegen. Als langjähriger Distributionspartner von Rhopoint Instruments übernimmt Konica Minolta Sensing, mit ihrem globalen Vertriebsnetz, die Aufgabe der Vermarktung und Distribution des Rhopoint TAMS™. Das neue Gerät ist eine perfekte Ergänzung zu Konica Minoltas umfassender Reihe von Lösungen der Farb- und Lichtmessung in der Automobil- und Zulieferindustrie.