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Automatisierungstechnik

Automatisierungstechnik: 10.05.2019

Effizient mit UHS

Linde Hydraulics nimmt flexible Roboterlackieranlage für Hydraulikpumpen und -motoren in Betrieb

Linde Hydraulics, Hersteller von Antriebssystemen für Transportfahrzeuge, Bau-, Bergbau- und Landmaschinen, hat am Standort Aschaffenburg in ein Fertigungswerk investiert. Auf einer 22.000 m² großen Produktionsfläche werden seither bis zu 220.000 hydraulische Pumpen und Motoren jährlich gefertigt sowie weitere 50.000 Montagesätze zur Fertigstellung in anderen Werken produziert. Zuvor wurden die Hydraulikaggregate auf demselben Werksgelände bei der ehemaligen Mutterfirma Kion gegen Lohn beschichtet.

Den Großteil der Hydraulikaggregate lackieren Roboter. Foto: Redaktion; Jochen Kratschmer

Den Großteil der Hydraulikaggregate lackieren Roboter. Foto: Redaktion; Jochen Kratschmer

Für den Werksneubau wurde für die Planung einer eigenen Lackiertechnologie das Fraunhofer IPA einbezogen. Ein wesentliches Ziel der neuen Technologie war die Einhaltung der 31. BImSchV. "Wir wollten auf eine Abluftreinigungsanlage verzichten, nicht nur aus Kostengründen, sondern auch, um uns die Möglichkeit einer künftigen Wasserlackbeschichtung offenzuhalten und nicht durch eine thermische Nachverbrennung und das ent­sprechende Energiekonzept zu verbauen", so Jens Gabelmann, Manager Engineering Processes bei Linde Hydraulics.
Die Werkstücke sind bis zu 1300 x 600 x 600 mm groß und bis zu 350 kg schwer, bestehen überwiegend aus Guss und sind mit einem breiten Materialmix aus vorbeschichteten Teilen, Kunststoff und Buntmetallen versehen. Die Aggregate sind variantenreich und weisen zumeist ein lackierunfreundliches Design auf. Darüber hinaus sind sie mit Hydrauliköl gefüllt; Wellendichtringe sind in ihnen verbaut. Da die Werkstücke stark mit Fett und Öl kontaminiert sind, stand bei der Auswahl der Vorbehandlungstechnologie eine hohe Fertigungssicherheit im Fokus. Die umfangreichen Versuche des Fraunhofer IPA führten zu einer 9-Zonen-Anlage mit Vor- und Nachentfettung, mit Konversionsschutzauftrag und einer No-Rinse-Passivierung mit entsprechenden zwischengelagerten Spülprozessen. Von Anfang an ausgeschlossen wurde die Pulverlackierung aufgrund der hohen Einbrenntemperatur des Materials.

Entscheidung für UltraHighSolids

Hintergrund UHS-Lacksysteme
Die eingesetzte UHS-Plattformtechnologie von FreiLacke besteht aus der UHS-Grundierung "UR1937" auf PUR-Basis bzw. der UHS-Grundierung "ER1936" auf Epoxy-Basis und wird mit dem UHS-Decklack "UR1409" kombiniert. Grundierungen und Decklack bieten sehr gute Beständigkeiten hinsichtlich Unterwanderung und lassen sich auch mit Airmix sehr gut verarbeiten. Ihr VOC-Gehalt liegt unterhalb von 350 g/l. Die 2K-PU-UHS-Grundierung lässt sich auch als Einschichtlack verarbeiten, trocknet sehr schnell und ist nach 90 min verpackungsfest. Damit macht er einen Ofendurchlauf verzichtbar und hilft, den Energieverbrauch zu reduzieren. Der Lack ist in allen RAL-Farbtönen sowie in Spezialtönen lieferbar. Eine einfache Verarbeitung – ganz gleich, ob pneumatisch, Airmix, Airless und ESTA-Auftrag – sowie exzellente Beständigkeiten zeichnen dieses System aus. Der Decklackaufbau ist als Zweischichtaufbau bereits nach 90 min verpackungsfest. Der Lack bietet einen guten AWG, einen sehr guten Korrosionsschutz und ist ebenfalls in einem breiten Farbspektrum lieferbar.

Eine Beschichtung mit Wasserlack kam nicht in Frage, zum einen aufgrund eines Rest­risikos, dass trotz Vorbehandlung Öltropfen auf dem Bauteil verbleiben, zum anderen aufgrund ihres VOC-Gehaltes und der nötigen Befeuchtung der Kabinenluft. "Deshalb haben wir uns für einen Lösemittellack mit einem hohen Festkörpergehalt zwischen 73 und 80% entschieden, einem sogenannten UltraHighSolid-Lack (UHS) des Herstellers FreiLacke. Dieser erfüllt den von unserem größten Kunden Kion geforderten Korrosionsschutz von mehr als 240 h Salzsprühnebeltext spielend", sagt Gabelmann. FreiLacke liefert die UHS-Systeme verarbeitungsfertig an, wobei eine Härterzugabe notwendig bleibt; eine zusätzliche Verdünnung ist jedoch nicht erforderlich. Bei Linde Hydraulics kommen überwiegend sechs High-Runner- sowie mehrere Low-Runner-Farben in Grund- und Decklack zum Einsatz. Für den Lacktransport stehen acht Ringleitungen mit einer Länge von 63 m zur Verfügung, von denen eine molchbar ist. Die Lackversorgungsanlagen mit Farbwechsler befinden sich im Roboterarm bzw. innerhalb der manuellen Lackierkabine zur Reduzierung der Materialverluste. Härter und Lösemittel werden über eine Stichleitung bereitgestellt. Eine rotierende Abblaszone befindet sich vor dem Haftwassertrockner. Zusätzlich wurde ein Düsentrockner installiert, um die bis zu 350 kg schweren Werkstücke schnell auf die notwendige Objekttemperatur zu bringen. Für die Aschaffenburger war es ein weiteres Ziel, weitgehend automatisiert zu lackieren und Bauteile nur bei Bedarf händisch nachzubearbeiten, etwa bei Hinterschneidungen – das betrifft bei den geometrisch komplexeren Bauteilen rund 10% der Oberflächen. Der Großteil der Hydraulikaggregate wird nun vollständig per Roboterlackierung mittels elektrostatischem Hochrotationszerstäuber beschichtet. Damit liegt der AWG bei 93%. "Durch die Automatisierung liegt die Ersparnis an Lack bei rund 40% gegenüber einem rein manuellen Lackieren", sagt Gabelmann. Ein Teileerkennungssystem ortet die Aufhängeposition der einzelnen Aggregate an der Traverse. Für jedes Bauteil wird für verschiedene Drehlagen die Kontur des Bauteils ermittelt und in Form von Parametern an den Roboter übergeben. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, Bauteile zu identifizieren und ein spezielles Programm für jeden Typ aufzurufen. Zum Teilehandling und -transport wurde ein flexibles P&F-Fördersystem mit Hub- und Senkstationen aufgebaut. Herzstück der Fördertechnik ist ein Sortierpuffer, um die Anzahl der Farbwechsel und somit Materialverluste zu reduzieren. Seit der Inbetriebnahme läuft die Anlage reibungslos, obwohl man, wie Jens Gabelmann betont, die Lackierkompetenz erst von null habe aufbauen müssen.

Zum Netzwerken:
Linde Hydraulics GmbH & Co. KG, Aschaffenburg, Jens Gabelmann, Tel. +49 6021 150-14136, jens.gabelmann@linde-hydraulics.com, www.linde-hydraulics.com

Emil Frei GmbH & Co. KG, Döggingen, Stefan Kritzer, Tel. +49 7707 151-55-730, s.kritzer@freilacke.de, www.freilacke.de

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