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24. Mai 2019 // Automobillackierung

NT-Lackierprozesse im Automobilbau

In der Automobilindustrie wirken sich die für die Lacktrocknung erforderlichen hohen Temperaturen in mehrfacher Hinsicht negativ auf den Fertigungsprozess aus. Zum einen kann eine Vielzahl von Kunststoffen aufgrund ihrer Temperaturbeständigkeit nicht online mit der Karosserie lackiert werden, zum anderen entstehen gerade beim Multimaterialeinsatz beispielsweise von Stahl und Aluminium Spannungen durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe. Unabhängig davon ist die Fahrzeuglackierung ein energieintensiver Prozessschritt und stellt somit den größ­ten Energieverbraucher in der Fahrzeugproduktion dar.

Elektrifizierung und Digitalisierung stehen im Fokus der Automobilindustrie. Foto: Audi

Elektrifizierung und Digitalisierung stehen im Fokus der Automobilindustrie. Foto: Audi

Der von der Lackfabrik Hemmelrath zusammen mit dem Rohstoffhersteller Covestro durch den Anstoß von Audi entwickelte 2K-Niedrigtemperaturklarlack ermöglicht ein Absenken der Temperatur von heute 140 °C auf lediglich 85 °C. Das Entwicklungsprojekt "2K-Niedrigtemperatur-Klarlack" begann vor rund drei Jahren. Im Rahmen der Lackentwicklung war ein Produkt gefragt, das vergleichbar mit dem in der normalen Serie bei 140 °C ist. Gleichzeitig sollte es jedoch erlauben, neben Karosserien aus Mischbau-Materialien auch Kunststoffanbauteile mit einer entsprechenden Oberfläche zu versehen. Das Ziel war es laut Hemmelrath, bei niedriger Temperatur den gewohnten Härtungsgrad zu erreichen, sodass sowohl Polieren als auch Spot-Repair inline möglich ist. Covestro als Entwicklungspartner konn­te hier mit der neuartigen "Blulogiq"-Technologie einen notwendigen thermolatenten Härter beisteuern. Als Ergebnis entstand ein Lacksystem, dessen Trocknungszeit 28­ min beträgt bei nur 85 °C Einbrenntemperatur.

Hintergrund
Niedrig-Temperatur-Lackierung ist bei Audi schon länger im Gespräch, zählt doch die Karosserielackierung in der Fahrzeugproduktion zu den größten Energieverbrauchern. Im Sinne einer CO2-neutralen Fahrzeugfertigung gilt es, durch den Einsatz neuer Technologien, verbesserter Anlagentechnik oder wie in diesem Fall dem Einsatz energieeffizienterer Prozesse hier einen deutlichen Beitrag zu leisten. Thomas Heußer, verantwortlich für die Technologieentwicklung Werkstoffe und Verfahren bei der Audi AG, führt weiter aus: "Niedertemperatur-Klarlacksysteme sind in der Kunststofflackierung seit Jahren Stand der Technik. Leider erfüllen diese Systeme nicht die von der Kunststofflackierung abweichenden Anforderungen an die Karosserielackierung. Daher war und ist unser Entwicklungsziel, Niedertemperatursysteme ohne Performance-Einschränkungen in der Karosserielackierung einzusetzen." Auf die Frage nach den möglichen Einsparungen kann Heußer leider keine pauschale Aussage leisten: "Fakt ist, dass die für die Trocknung notwendige Energiemenge durch die niedrigeren Temperaturen deutlich geringer ist. Und das bei gleichbleibender Trocknungszeit. Leider kann dieses Potential bei bestehender Anlagentechnik und Anlagenauslegung in Kombination mit der nachgeschalteten Thermischen Nachverbrennung nur zum Teil erschlossen werden." Derzeit läuft ein umfangreiches Erprobungs- und Prüfprogramm bei Audi. Erste Ergebnisse seien zwar vielversprechend, aber letztlich werde der OEM erst nach dem vollständigen Abschluss über einen möglichen Serieneinsatz entscheiden können, so Heußer abschließend.

Zu den Vorteilen zählen:

  • CO2-Reduktion durch die niedrigere Ofentemperatur
  • Reduzierte Prozess- und Energiekosten
  • Gleichbleibend hohe Qualität der Lackschicht, beispielsweise hinsichtlich Inline-Polierbarkeit
  • Möglichkeit der Implementierung in bestehende Anlagen durch Nutzung bestehender Trockner (Verweilzeit bzw. Trocknerlänge)
  • Schnelleres Erreichen der benötigten Objekttemperatur sowie rascheres Abkühlen im Vergleich zum 140 °C-Prozess
  • Widerstandsfähigkeit gegen Nasskratzer vergleichbar mit dem Linienmaterial

Kosten reduziert

Darüber hinaus bleibt die Qualität hinsichtlich der Technologie, Appearance und dem Prozessfenster sowie der Läuferbildung gleich. Da die Fertigungslinie die gewohnte Länge behält, eignet sich der 2K-Niedrigtemperatur-Klarlack nicht nur für den Einsatz in Greenfield-, sondern auch für Brownfield-Anlagen. Zudem ist es möglich, einen Niedertemperatur-Prozess in Kombination mit 2K-PUR-Niedrigtemperatur-Hydrofüllern und Wasserbasislacken in allen Schich­ten zu realisieren. Das Lacksystem steht allen OEM offen. Aktuell befindet sich die Automobilbranche in einem weitreichenden Transformationsprozess. Elektromobilität und zunehmende Digitalisierung sind die wesentlichen Treiber dieses Prozesses. Welche Rolle spielt in diesem Zusammenhang noch der Leichtbau? Dieser Fragestellung widmete sich eine McKinsey-Studie. Ergebnis: Der Anteil von Leichtbaumaterialien in der Autoindustrie wird bis 2030 etwa zwei Drittel betragen. Der Jahresumsatz mit Leichtbauteilen aus hochfesten Stählen, Aluminium und faserverstärkten Kunststoffen für Autos wächst im Zeitraum 2012 bis 2030 von 70 auf über 300 Milliarden Euro. Zudem steigt der öffentliche Druck nach nachhaltigen Produkten und Fer­tigungsprozessen.

Zum Netzwerken:
PPG Hemmelrath Lackfabrik GmbH, Klingenberg, Dr. Cornelia Englert, Tel. +49 9372 136-121, c.englert@hemmelrath.de, www.hemmelrath.de

Bücher

Arbeits- und Aufgabenheft der Lackiertechnik

Das Arbeits- und Aufgabenheft unterstützt angehende Verfahrensmechaniker für Beschichtungstechnik (VfB) bei ihrer Ausbildung und hilft ihnen dabei, sich optimal auf Klassenarbeiten und Prüfungen vorzubereiten. Es bildet - zusammen mit dem Lernbuch der Lackiertechnik - eine wichtige Grundlage für die Aus- und Weiterbildung in der Beschichtungstechnik. In seiner jüngsten Auflage bietet das Heft einen erweiterten Umfang von insgesamt 120 Seiten sowie aktualisierte Inhalte. Die praxisorientierten Themen und Fragen im neuen Arbeits- und Aufgabenheft befassen sich mit allen relevanten Bereichen der Lackiertechnik, von den Materialien über die verschiedenen Zerstäubungsvarianten bis zum Arbeitsschutz. An die Lackierpraxis angelehnte Fallbeispiele ergänzen das Heft. Das Arbeits- und Aufgabenheft der Lackiertechnik ist jetzt in einer neuen, erweiterten Auflage erschienen. Die Autoren Thomas Feist und Dennis Lehmann haben die Inhalte umfassend überarbeitet und auf den aktuellen Stand gebracht.

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