BESSER LACKIEREN 17/2026 – Wie ein Signal Geschwindigkeit und Größe verrät

In der Ausgabe 17/2026 von BESSER LACKIEREN (20. Oktober 2026) ist unser Artikel „Wie ein Signal Geschwindigkeit und Größe verrät“ erschienen. Er zeigt, wie ein vereinfachtes Modell die Lichtstreusignale einzelner Lacktröpfchen direkt in Tröpfchengröße und Tröpfchengeschwindigkeit umrechnet und so ein Echtzeit-Monitoring von Beschichtungsprozessen ermöglicht.

• Erschienen in: BESSER LACKIEREN Nr. 17, 20. Oktober 2026, Rubrik „Technologien“, Seite 7
• Titel: Wie ein Signal Geschwindigkeit und Größe verrät – Vereinfachtes Modell ermöglicht Echtzeit-Monitoring von Beschichtungsprozessen
• Autoren: Dr. Walter Schäfer (ai-quanton GmbH), Hiroyuki Kakehata (ANEST IWATA Corp.), Masaru Terada (ABB Robotics K.K.)

Die wichtigsten Punkte des Artikels

• Warum Tröpfchen messen: In der Spritzlackierung hilft die Messung der Tröpfchen, Beschichtungsprozesse stabiler und reproduzierbarer zu betreiben. Da die Zerstäubung ein dynamischer Prozess ist, braucht eine aussagekräftige Prozessüberwachung zeit- und ortsaufgelöste Messdaten – vor allem Tröpfchengröße und Tröpfchengeschwindigkeit.
• Kompakte TSTOF-Messsonden: In den vergangenen Jahren wurden kompakte Messsonden auf Basis des TSTOF-Prinzips mit deutlich weniger optischen Komponenten entwickelt. Für viele Anwendungen reicht die Analyse der Lichtstreusignale einzelner Tröpfchen aus, um Prozessänderungen zu erkennen und den Beschichtungsprozess kontinuierlich zu überwachen.
• Alles aus einem Signal: In der einfachsten optischen Konfiguration – eine Laserlinie und ein Detektor – ergibt sich der Durchmesser eines Tröpfchens aus Amplitude und zeitlicher Breite seines Lichtstreusignals. Die Geschwindigkeit hängt direkt mit der Signalbreite zusammen: Ein schnelleres Tröpfchen verweilt kürzer im Lichtfeld und erzeugt ein schmaleres Signal.
• Kalibrierung und Erweiterung: Für genauere Absolutwerte lassen sich die Modellkonstanten durch Referenzmessungen kalibrieren oder anhand historischer Messdaten optimieren. Ist eine höhere Genauigkeit nötig, kann das Modell um Korrekturterme erweitert werden.
• Kein externer Rechner: Tröpfchengröße und -geschwindigkeit lassen sich auch mit vortrainierten KI-Modellen berechnen; dafür müssen die Messsonden zum Erstellen der Modelle mit einem TSTOF-Messinstrument wie SpraySpy verknüpft werden, und es wird noch eine separate Recheneinheit benötigt. Das einfache Modell kommt dagegen mit sehr geringem Rechenaufwand aus und lässt sich direkt in Hardware bzw. Firmware der Messsonde umsetzen.

Das Modell wurde in zwei Messreihen mit einer SprayQuantAI®-Messsonde (SQA) validiert, die für das dynamische Monitoring von Sprühprozessen ausgelegt ist. Die Sonde wertet die Lichtstreusignale einzelner Tröpfchen in Zeitfenstern von 100 ms aus und gibt unter anderem die mittlere Signalamplitude und -breite sowie die Anzahl der detektierten Tröpfchen aus. Aus diesen Parametern werden Tröpfchengröße und Tröpfchengeschwindigkeit berechnet.

In der ersten Messreihe ermöglichte der pulsierende Betrieb des Zerstäubers, die zeitliche Dynamik des Sprühprozesses zu untersuchen und zu prüfen, ob die Schaltvorgänge in den berechneten Tröpfchenparametern wiedergegeben werden. In der zweiten Messreihe wurde der Sprühstrahl eines Rotationszerstäubers untersucht; um das räumliche Sprühstrahlprofil zu erfassen, bewegte sich der Zerstäuber auf die Sonde zu bzw. von ihr weg sowie parallel zu ihr.

Die Autoren stellen die Ergebnisse persönlich auf der Konferenz Car Body Painting 2026 des Automotive Circle am 9.–10. November 2026 in Bad Nauheim vor. Kontakt: Dr. Walter Schäfer, info@ai-quanton.com.