3D-chemische Materialanalytik für Automotive- und OEM-Anwendungen

Schichtsysteme und Beschichtungen bewerten, Fehlerursachen identifizieren, Automotive-Komponenten optimieren

In der Automobilindustrie sowie in der Automotive-Entwicklung und im OEM-Umfeld bestimmen Schichtsysteme, Grenzflächenqualität und chemische Zusammensetzung maßgeblich die Funktion, Zuverlässigkeit und Lebensdauer moderner Fahrzeugkomponenten. Bereits kleinste Defekte, Kontaminationen oder Inhomogenitäten in Beschichtungen und Oberflächen können zu Beeinträchtigungen in tribologischen Systemen, optischen Bauteilen oder elektrischen Kontakten führen.

Die steigenden Anforderungen an Serienprozesse, OEM-Qualitätsstandards und funktionskritische Bauteile erfordern hochauflösende Materialanalytik bis in den Nanometerbereich.

Das ILM unterstützt Unternehmen aus der Automotive- und OEM-Industrie mit analytischen Dienstleistungen im Bereich der hochauflösenden Materialcharakterisierung. Die Kombination aus Rasterelektronenmikroskopie und fokussiertem Ionenstrahl (FIB-SEM) ermöglicht die gezielte Präparation von Proben, die Untersuchung von Querschnitten sowie die Sichtbarmachung feinster struktureller Details.

Die Kopplung mit ToF-SIMS (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) liefert zusätzlich Informationen zur chemischen Zusammensetzung direkt im selben Messworkflow. So lassen sich Defekte, Grenzflächen, Materialverteilungen und Kontaminationen präzise korrelieren und bewerten.

Wir analysieren unter anderem:

  • Schichtsysteme (Automotive & OEM)
  • tribologische und optische Systeme
  • elektrische Kontakte
  • Grenzflächen und Haftung
  • Defekte und Inhomogenitäten
  • Kontaminationen und Rückstände

Die Kombination aus struktureller und chemischer Analyse ermöglicht die zuverlässige Identifikation auch komplexer Fehlerursachen – präzise, vertraulich und lösungsorientiert.

Use Case: Reduzierte Reibung und akustisch stabiler Lauf von Scheibenwischersystemen

Bei Scheibenwischersystemen führen Rattern und ungleichmäßiges Laufverhalten zu Beeinträchtigungen der akustischen und funktionalen Performance.

Analytischer Ansatz und Ergebnis

Zur Ursachenanalyse werden Oberflächenmorphologie und chemische Zusammensetzung der beschichteten Reibpartner mittels kombinierter FIB-SEM-Querschnittsanalytik und ToF-SIMS-Untersuchung analysiert. Dadurch lassen sich strukturelle und chemische Eigenschaften direkt korrelieren und gezielt bewerten.

So werden Zusammenhänge zwischen Beschichtungscharakteristik, Oberflächenrauheit und tribologischem Verhalten präzise herausgearbeitet.

Die Ergebnisse zeigen, wie lokale Unterschiede in der Oberflächenstruktur und Beschichtung die Reibungsmechanismen beeinflussen und zu ungleichmäßigen Bewegungsabläufen führen können.

Nutzen der Auftragsanalytik

  • Eliminierung von Stick-Slip-Effekten
  • Ruhiger Lauf und höhere Lebensdauer
  • Optimierte Beschichtungsparameter

Use Case: Scheinwerfer – Beschlag und Mikrorissbildung in Beschichtungssystemen

Beschlagbildung ist bei beschichteten Scheinwerfersystemen ein Problem, da sie Lichtdurchlässigkeit und optische Performance reduziert und die funktionale sowie qualitative Gesamteigenschaft des Systems beeinträchtigt.

Analytischer Ansatz und Ergebnis

Zur Ursachenanalyse werden Querschnittsanalysen mittels FIB-SEM sowie chemische Oberflächenuntersuchungen mittels ToF-SIMS durchgeführt. Dabei werden mikroskopische Rissbildungen sowie Haftungsdefizite innerhalb der Beschichtung sichtbar gemacht und räumlich zugeordnet.

Die Ergebnisse zeigen, dass strukturelle Schwächen in der Beschichtung sowie Grenzflächeninstabilitäten zu feuchteinduzierter Degradation und damit zur Beschlagbildung beitragen können.

Mehrwert für OEM-Qualitätssicherung und Fertigungsprozesse

  • Verbesserung der Schichtarchitektur
  • Vermeidung feuchteinduzierter Degradation
  • Sicherstellung optischer und funktionaler OEM-Qualitätsanforderungen

Use Case: Elektrische Kontakte – Unsichtbare Kontamination als Fehlerursache

Bei elektrischen Kontaktsystemen treten mitunter Kontaktfehler auf, die sich weder elektrisch noch mechanisch eindeutig reproduzieren lassen und die Funktionssicherheit beeinträchtigen.

Analytischer Ansatz und Ergebnis

Zur Ursachenanalyse werden betroffene Kontaktflächen materialanalytisch untersucht. Die chemische Charakterisierung ermöglicht die Detektion feinster organischer sowie silikonbasierter Rückstände auf den Funktionsoberflächen. Die Ergebnisse zeigen, dass bereits minimale Oberflächenverunreinigungen die elektrische Kontaktstabilität signifikant beeinflussen.

Klare Resultate durch die Analyse

  • eindeutige Identifikation unsichtbarer Kontaminationsquellen
  • Stabilisierung der elektrischen Kontaktierung im System
  • Reduzierung von Feldrückläufern und Funktionsausfällen

Ihr Mehrwert auf einen Blick

Schnell & präzise: Hochauflösende Materialanalytik durch erfahrene Expertenteams mit FIB-SEM- und ToF-SIMS-Kompetenz

Anwendungsorientiert: Klare Interpretation der Ergebnisse für Entwicklung, Qualitätssicherung und Serienprozesse

Ursachenfokussiert: Gezielte Identifikation von Fehlerquellen in Schichtsystemen, Oberflächen und Funktionsbeschichtungen

Prozessrelevant: Ableitung konkreter Maßnahmen zur Optimierung von Beschichtungs- und Fertigungsprozessen im Automotive-Umfeld

Verlässlich: Schnelle Umsetzung von Vertraulichkeitsanforderungen und sichere Bearbeitung sensibler OEM- und Entwicklungsprojekte

→ Jetzt Analyse anfragen

Sie möchten Material- oder Oberflächenfragestellungen im Automotive- oder OEM-Umfeld klären?

Wir beraten Sie zur passenden FIB-SEM- und ToF-SIMS-Analytik für Ihre Anwendung – von der Ursachenanalyse bis zur Prozessoptimierung.

Ansprechpartner

Dr. Michael Haupt am ILM

Dr. Michael Haupt

Abteilungsleiter Medizinische Geräte

Tel: +49 (0)731 / 1429 220
Kathrin Stadelmann am ILM

Kathrin Stadelmann, M.Sc.

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Tel: +49 (0)731 / 1429 669

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