Technologien Vorbehandeln-Entlacken
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Vorbehandlung: Strahlen statt Nasschemie
Ein Forschungsvorhaben untersucht, ob sich mehrstufige nasschemische Vorbehandlungen in der Pulverbeschichtung durch kompakte Strahlprozesse ersetzen lassen. Erste Ergebnisse zeigen vergleichbare Korrosionsschutzwerte – bei deutlich reduziertem Anlagenaufwand.
Pulverbeschichtungsprozesse sind üblicherweise mit aufwändigen, mehrstufigen Vorbehandlungen verbunden. Zahlreiche Becken, Spülstufen und ein Haftwassertrockner benötigen Platz, Energie und Zeit. Vor diesem Hintergrund wird im Rahmen eines aktuellen Forschungsvorhabens geprüft, ob sich die nasschemische Vorbehandlung durch gezielt ausgelegte Strahlprozesse substituieren lässt.
Strahlverfahren übernehmen dabei mehrere Funktionen: Sie rauen die Metalloberfläche auf und verbessern so die Haftfestigkeit der nachfolgenden Pulverbeschichtung. Gleichzeitig entfernen sie vorhandene Oxidschichten. Bei Eisenmetallen entsteht so eine temporär aktivierte Oberfläche, die – bei geeigneter Prozessführung – ohne zusätzliche chemische Vorbehandlung beschichtet werden kann.
Kompakte, badfreie Prozesskette
Im Fokus steht eine kompakte, badfreie Vorbehandlung auf Basis eines Strahlprozesses. Teilweise werden dem Strahlmittel Additive, etwa Zeolithe, beigemischt, um eine flüssigkeitsfreie Entfettung zu unterstützen. Ziel ist eine modulare Prozesskette aus Strahlen, elektrostatischer Pulverbeschichtung und anschließender Temperaturbehandlung.
Bereits im IGF-Vorhaben „Depul“, durchgeführt mit dem Fraunhofer IFAM, wurde ein zweistufiges Strahlverfahren untersucht. Dabei entfernte zunächst ein geeignetes Strahlmittel – teils in Kombination mit mineralischen Additiven – die Ölschicht. Im zweiten Schritt sorgte ein mikrokapselbasierter Korrosionsinhibitor für einen temporären Schutz der aktivierten Oberfläche.
In den aktuellen Untersuchungen liegt der Schwerpunkt auf dem direkten Vergleich zwischen nasschemischer Vorbehandlung und Strahltechnik. Variiert werden unter anderem Strahlmittelgeometrie (kantig/rund) sowie die erzielten Rautiefen. Zur Charakterisierung der Oberfläche kommt ein konfokales Laser-Scanning-Mikroskop zum Einsatz, das das Substratprofil berührungslos mittels Laser abtastet – im Unterschied zur klassischen Tastschnittmessung.
720-Stunden-Salzsprühtest als Gradmesser
Nach dem Strahlen erfolgt die elektrostatische Pulverbeschichtung. Die Schichtdickenmessung wird impulsthermografisch mit dem „Coatmaster Flex“ durchgeführt. Anschließend werden die Proben bei 180 °C mit 12 Minuten Haltezeit eingebrannt und mittels Van-Laar-Ritzstift präpariert.
Der Korrosionsschutz wird im Salzsprühtest nach DIN EN ISO 9227 über 720 Stunden bewertet. Ergänzend erfolgen die Beurteilung der Unterwanderung nach DIN EN ISO 4628-8 sowie der Gitterschnitttest nach DIN EN ISO 2409.
Die Ergebnisse sind bemerkenswert: Beim Gitterschnitt erreichen sämtliche Proben – selbst nicht entfettete und unbehandelte Bleche – Werte von Gt0. Hinsichtlich der Unterwanderung zeigen gestrahlte Bleche bei Rautiefen von etwa 3 bis 7 µm vergleichbar gute Resultate wie nasschemisch vorbehandelte Referenzen. Eine nennenswerte kathodische Delamination konnte nicht festgestellt werden.
Für industrielle Anwender eröffnet sich damit die Perspektive, Vorbehandlungsprozesse deutlich kompakter und ressourcenschonender zu gestalten – vorausgesetzt, Strahlparameter und -medien sind exakt auf den jeweiligen Beschichtungsprozess abgestimmt.
Mehr im Abo: Abonnenten von BESSER LACKIEREN lesen im ausführlichen Artikel in Ausgabe 3/2026 außerdem:
- Welche Strahlmittel-Additiv-Kombinationen die besten Ergebnisse liefern
- Wie sich unterschiedliche Rautiefen konkret auf Korrosionsschutz und Haftung auswirken
- Welche Grenzen die Strahltechnik bei komplexen Bauteilgeometrien hat
Zum Netzwerken:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart, Dr. Oliver Tiedje, Tel. +49 711 970-1773, oliver.tiedje@ipa.fraunhofer.de
Markus Cudazzo, Tel. +49 711 970-1761, markus.cudazzo@ipa.fraunhofer.de
Natalia Behring, Tel. +49 711-970-1862, natalia.behring@ipa.fraunhofer.de
Dr. Christopher Hubrich, Tel. +49 711-970-1762, christopher.hubrich@ipa.fraunhofer.de
www.ipa.fraunhofer.de/de/loesungen/beschichtungen-und-multifunktionale-materialien.html
