Bitte warten Sie.'

Die Seite wird geladen.'


Home > Technologien & Substrate > Vorbehandeln & Entlacken > Den richtigen Vorbehandlungsprozess finden

18.08.2017

Vorbehandeln & Entlacken

Vorbehandeln & Entlacken: 11.08.2017

Den richtigen Vorbehandlungsprozess finden

Auch der beste Lack kann eine fehlerhafte Bauteilvorbehandlung nicht wettmachen

Die Lackhaftung und damit einhergehend der zu erwartende Korrosionsschutz hängt  maßgeblich von der Art und Qualität der Bauteilvorbehandlung ab. Dieser Artikel liefert eine Übersicht der gängigen auf dem Markt befindlichen Vorbehandlungstechnologien für metallische Substrate sowie die dabei zu erwartende Korrosionsschutzqualität (Tabelle).

BL_13_2017_IPA_Abbildung 2 Tunneldurchlaufanlage_preview.jpg

Beispiel einer Tunneldurchlaufanlage mit den Bädern der jeweiligen Zonen. Quelle (Bild und Tabelle): Fraunhofer IPA

Die Auswahl eines geeigneten Vorbehandlungsverfahrens hängt von einer Vielzahl von Faktoren wie z.B. der Stückzahl­ausbringung, den Qualitätsanforderungen, aber auch der In­tegration in die Fertigung und der Beschaffenheit des Bauteils (Material und Geometrie) ab. Um anhand dieser und weiterer Einflussgrößen den passenden Vorbehandlungsprozess zu finden, kann das Fraunhofer IPA mit folgender bewährter Vorgehensweise unterstützend mitwirken:

  1. Erarbeitung und Auswertung einer Produkt- und Fertigungsspezifikation
  2. Erstellen eines Groblastenheftes für die Materialhersteller
  3. Bewertung und Eingrenzung der Vorschläge der Materialhersteller
  4. Aufbau eines Versuchs­programms zur Vorbehandlung
  5. Durchführung der Vor­behandlungsversuche mit Spezifikationsprüfungen
  6. Kostenbetrachtung

Manuelle Reinigung: Die manuelle Reinigung mit Tüchern stellt das technisch einfachste Reinigungsverfahren (nur Lösemittelabsaugung) dar und wird häufig bei geringen Stückzahlen und in kleinen Lackierereien eingesetzt. Als Reinigungsmedium kommen üblicherweise VOC-haltige und VOC-freie Reiniger zum Einsatz, welche keine Möglichkeit zur Entstehung einer Konversionsschicht bieten. Diese Art der Reinigung ist sehr personalintensiv und die Reinigungsqualität ist stark personalabhängig.

Manuelle Hochdruckreinigung: Im Vergleich zur oben genannten Reinigung mit Tüchern ist für die Hochdruckreinigung eine geschlossene Reinigungskabine mit Schwadenabsaugung und Wasseraufbereitung nötig. Durch den hohen Druck und die erhöhte Temperatur des Reinigungsmediums (meist saure oder alkalische Reiniger mit bis zu 80 °C) ist eine erhöhte Reinigungsleistung zu erreichen. Aufgrund dieser hohen Drücke sind die Bauteile spritzstabil zu positionieren. Vor dem Lackieren der Bauteile ist eine Bauteiltrocknung unerlässlich. Durch den Einsatz eines Haftwassertrockners kann die Trocknungszeit deutlich verkürzt werden. Zudem besteht auch die Möglichkeit zur kombinierten Entfettung und Eisenphosphatierung in einem Arbeitsgang und den Einsatz von Nachspüllösungen (z.B. Zirkonium). Hierbei wird ein temporärer Korrosionsschutz erzeugt, womit eine zeitlich begrenzte Lagerung der gereinigten Bauteile vor dem Lackauftrag denkbar ist.

Dampfentfettung: Bei der Dampfentfettung kann im Wesentlichen zwischen folgenden zwei Verfahren unterschieden werden.

Dampfentfettung mittels Heißwasser: Dieses Verfahren ähnelt anlagentechnisch stark der manuellen Hochdruckreinigung. Gereinigt wird mit Wasserdampf, welcher aus einer Düse auf die Bauteiloberfläche aufgebracht wird (manuell oder in Durchlaufanlagen). Die Reinigungsleistung ist temperaturabhängig. Um ein zu schnelles Abkühlen des Wasserdampfs zu verhindern, ist der Abstand zwischen Düse und Bauteiloberfläche gering zu halten (ca. 2-5 cm). Vor allem bei der manuellen Anwendung sind somit keine hohen Flächenleistungen realisierbar. Durch die Zugabe von alkalischen Reinigern und den Einsatz von größeren Düsen kann die Flächenleistung jedoch erhöht werden. Durch die hohen Dampftemperaturen werden die Bauteile bereits während des Reinigungsprozesses aufgeheizt und die nachfolgende Trocknungszeit reduziert.

Dampfentfettung mittels Lösemitteln: Um den bestehenden Umweltschutzgesetzen gerecht zu werden, erfolgt die Dampfentfettung mittels Lösemitteln ausschließlich automatisiert und in geschlossenen Anlagen im Batchbetrieb. Hierbei wird die Reinigungskammer zyklisch mit Lösemitteldampf geflutet und wieder evakuiert. Durch das Fluten können auch schwer zugängliche Stellen erreicht werden, jedoch ist das Aufbringen von Konversionsschichten nicht möglich. Mit Hilfe der Evakuierung der Reinigungskammer erfolgt auch eine Trocknung der Bauteile, womit ein nachgelagerter Trocknungsprozess in der Regel nicht mehr nötig ist. Aufgrund des Batchbetriebs findet dieses Verfahren häufig bei der Reinigung von Schüttgut Anwendung.

Strahlen: Beim Strahlen wird die Bauteiloberfläche mit einem Strahlmittel, z.B. Stahlschrot "beschossen". Aufgrund der hohen mechanischen Energie können im Gegensatz zu nass­chemischen Verfahren neben Fetten und Ölen auch eingepresste Späne, Zunder und Schweißperlen von der Oberfläche entfernt werden. Die dabei erzeugten hoch aktiven Oberflächen sollten zur Vermeidung von Rostbildung möglichst sofort nach dem Strahlen lackiert werden. Bei manueller Ausführung ist das Strahlen sehr personalintensiv. Für stark befettete und beölte Bauteile ist das Strahlen aufgrund der Rückbefettung durch das Strahlgut kritisch zu betrachten. Bei dünnwandigen Blechen sowie bei bearbeiteten Oberflächen besteht aufgrund des hohen Energieeintrags die Gefahr der Beschädigung. Einige dieser Nachteile können durch den Einsatz von CO2-Pellets oder CO2-Schnee ausgeglichen werden. Hierbei sublimiert das CO2 beim Auftreffen auf die Bauteiloberfläche und wird verbraucht. Durch den Verbrauch des Strahlmittels nach einmaliger Benutzung ist eine Rückbefettung ausgeschlossen. Ebenfalls bedingt durch die Sublimation ist die Gefahr der Beschädigung von Bauteil­oberflächen deutlich reduziert. Daher wird dieses Verfahren zunehmend für das Reinigen von Kunststoffteilen im Automobilbereich eingesetzt. Die so gereinigten Bauteile bleiben über den gesamten Prozess trocken und können sofort lackiert werden.

Prognose des zu erwartenden Korrosionsschutzes in Abhängigkeit der Vorbehandlungstechnologien und Lackmaterialien.

Prognose des zu erwartenden Korrosionsschutzes in Abhängigkeit der Vorbehandlungstechnologien und Lackmaterialien.

Vollautomatische Spritzvorbehandlung

Eine vollautomatische Spritzvorbehandlungsanlage kann als Kammer- oder Tunneldurchlauf­anlage ausgebildet sein. Bei Kammeranlagen erfolgt die Vorbehandlung über ein System aus Medienversorgung und Düsenkränzen im Batchbetrieb. In einer Tunneldurchlaufanlage (Bild) wird das Bauteil an einer Förderkette hängend durch eine festgelegte Zonenabfolge gefördert. In jeder Zone erfolgt ein Prozessschritt mit Reinigungs- oder Spülmedien, welche über Düsenkränze auf das Bauteil aufgesprüht und separat wieder aufgefangen werden. Die jeweiligen Zonenlängen müssen entsprechend der vorgesehenen Behandlungszeit und Fördergeschwindigkeit ausgelegt sein. Nur durch den hohen Automatisationsgrad dieser Anlagentypen kann eine hohe Prozesssicherheit in der Vorbehandlung gewährleistet werden. Die Art des Vorbehandlungsprozesses ist von der Anzahl der Bäder oder Zonen abhängig. Beispiele für in der Praxis eingesetzte Prozesse sind:

  • Eisenphosphatierung
  • Zinkphosphatierung
  • Silantechnologie

Zur Steigerung des temporären Korrosionsschutzes kann auch ein Nachspülen mit anorganischen oder organischen Lösungen erfolgen. Aus betriebswirtschaftlichen Gründen kommen derartige Prozesse und Anlagen nur bei hohen Stückzahlen und hohen Qualitätsansprüchen zum Einsatz.

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart, Dr. Michael Hilt, Tel. +49 711 970-3820, michael.hilt@ipa.fraunhofer.de, Rainer Göpfrich, Tel. +49 711 970-1146, rainer.goepfrich@ipa.fraunhofer.de, www.ipa.fraunhofer.de/beschichtung

Dieser Beitrag stammt aus der Kategorie:

Kommentare (0)
Kommentar hinzufügen

Kommentar schreiben

Sie sind nicht eingeloggt

Marko Schmidt

Marko Schmidt

Redaktion

besser lackieren.

Tel.: +49 511 9910-321

Fax: +49 511 9910-339

zum Formular

Aktuelle Bücher

Verwandte Inhalte