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19.01.2020

Lohnbeschichtung

Lohnbeschichtung: 26.08.2011

Den Lackfilmverlauf in den Griff bekommen

Unterschiedlichste Substratmaterialien und gleichzeitig enge Vorgaben bezüglich der Verlaufsqualität zwingen Lohnbeschichter heute oft zu zeit- und kostenintensiven Anpassungsversuchen. Eine neue Steuerungssoftware soll zukünftig den gewünschten Lackfilmverlauf reproduzierbar gewährleisten.

Neuartige Berechnungsmodelle und Optimierungsstrategien sollen zukünftig auf Multimaterialsubstraten mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen (rot und blau) einen einheitlichen Lackfilmverlauf  (grün) ermöglichen. Quelle: Fraunhofer IPA

Neuartige Berechnungsmodelle und Optimierungsstrategien sollen zukünftig auf Multimaterialsubstraten mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen (rot und blau) einen einheitlichen Lackfilmverlauf  (grün) ermöglichen. Quelle: Fraunhofer IPA

Jeder Lohnlackierer kennt das Problem: der Lackfilmverlauf wird nicht nur vom Lackmaterial und den Lackierbedingungen, sondern auch von der Oberflächenstruktur der zu lackierenden Teile beeinflusst. Bisher wird in der Regel rein empirisch versucht, die engen Qualitätsvorgaben der Auftraggeber zu erfüllen, was zu aufwändigen Probebeschichtungen und oft zu Mehrschichtaufbauten, verbunden mit Schleif- und Polierarbeiten, führt. Besonders häufig zu Nacharbeit führt die Forderung nach einem einheitlichen optischen Erscheinungsbild bei Produkten aus mehreren Substratwerkstoffen mit unterschiedlicher Oberflächenstruktur. Zu nennen sind hier beispielsweise Leichtbau-Multimaterialsysteme im Fahrzeug- und Flugzeugbau, die aufgrund ihrer Funktions- und Kostenvorteile stark an Bedeutung gewinnen. Allerdings zeigt sich gerade bei solchen Produkten aufgrund ihres nach der Lackierung oft zu beobachtenden uneinheitlichen optischen Erscheinungsbildes ("Flickenteppich") ein großer Verbesserungsbedarf. Vor diesem Hintergrund führt das Fraunhofer IPA in Zusammenarbeit mit dem Chemnitzer Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) derzeit Forschungs- und Entwicklungsarbeiten mit dem Ziel durch, bei unterschiedlichsten Bauteilen, Werkstoffkombinationen und Lackierbedingungen einen reproduzierbaren Lackfilmverlauf "nach Wunsch" zu erzeugen.

Neue Software als Entwicklungsziel

Dazu werden neuartige Berechnungsmodelle entwickelt, die in Verbindung mit den optisch (z.B. mittels eines Laser-Scanning-Mikroskops) oder mittels mechanischer Abtastung gewonnenen Substratoberflächen-Daten den Lackierprozess gezielt steuern. Das Fraunhofer-Forscherteam berücksichtigt bei der Entwicklung der komplexen physikalischen Modelle und mathematischen Optimierungsstrategien sowohl die Lackmaterialparameter wie beispielsweise die Viskosität und die Oberflächenspannung als auch die Applikations- und Kabinen-Parameter wie beispielsweise den Spritzluftdruck, den Spritzabstand oder die Umgebungstemperatur. Bei den Optimierungsstrategien kommen wirtschaftliche und qualitätsbezogene Kriterien zum Tragen. So wird beispielsweise ein guter Lackfilmverlauf nicht wie heute oft üblich mittels erhöhter Schichtdicke, sondern über ein optimales Zusammenwirken der Lackmaterial-, Applikations- und Kabinenparameter erzielt. Ziel der Fraunhofer-Entwicklungsarbeiten ist eine benutzerfreundliche Steuerungssoftware. Zielmärkte sind unter anderem die zahlreichen mittelständischen Lohnlackierer, die mit Hilfe eines solchen neuartigen Werkzeugs ihren Kunden auch bei schwierigen Substraten wie Multimaterialsystemen eine reproduzierbare Lackfilmqualität bei kalkulierbarem Aufwand anbieten können.

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart, Dieter Ondratschek, Tel. +49 711 970-1759, do@ipa.fraunhofer.de, www.ipa.fraunhofer.de/lackiertechnik

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