Pulverbeschichtung in der Automobilindustrie

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1 Magerlakierungen Das Lakierergebnis in shwer zugänglihen hintershnittenen Flähen der Karosse z.b. im Bereih A-Säulen/Türshaht ist aufgrund des guten Umgriffverhaltens des Pulvers besser als bei Naßapplikationen. Farbton Die Farbtongleihmäßigkeit an flähigen Außenhautteilen bei shwierig zu lakierenden Farbtönen ist besser als bei Naßlak. Erklärbar ist dies durh das Prozeßfenster Wasserbasislak/Pulverklarlak. First run Die First-run-Quoten liegen um a. 30 bis 40% höher als in den konventionellen Lakierlinien. Sonstige Fehlerarten Vershiebungen in der Bedeutung einzelner Fehlerarten im Oberflähenfinish hat es bereits mit Einführung von Wasserbasislak gegeben. Mit Anlauf der Pulverlakierlinie hat sih, abhängig von den einzelnen Farbtönen, ebenfalls eine Fehlerartenveränderung gezeigt; so existiert z.b. die Fehlerart «Fasereinshluß und Koher» praktish niht mehr Pulverbeshihtung in der Automobilindustrie Die Automobilserienlakierung steht in Verfolgung der Kernziele Qualität, Umweltfreundlihkeit und Kosteneffizienz heute mehr denn je vor einer vielfahen Herausforderung. Die Umweltverträglihkeit der Automobilserienlakierung muß durh Verminderung der Emissionen, der Abfallmengen und des Rohstoffeinsatzes weiter verbessert werden. Das bedingt eine drastishe Reduktion der eingesetzten organishen Lösungsmittel, und zwar durh die Einführung wasserbasierender bzw. lösungsmittelfreier Laksysteme. Solhe umweltverträglihen Laksysteme stellen nah KRAUS [199] in der Regel deutlih höhere Anforderungen an die Applikations- und Anlagentehnik. Diese können nur durh eine konsequente Weiterentwiklung der Automatisierungstehnik erfüllt werden. Das bedeutet bei Berüksihtigung der Qualitätsanforderungen die Ausrihtung auf flexible und shnell reagierende Systeme, die farbabhängig arbeiten können. Gleihzeitig muß eine hohe Robustheit und Fehlertoleranz der Anlagen eine große Verfügbarkeit und damit eine starke Kosteneffizienz gewährleisten. Der gesamte Lakierablauf wird in Rihtung auf effizientere Abläufe und reduzierten Materialeinsatz umgestellt. Die Applikation der vershiedenen Lakshihten soll in Zukunft unmittelbar hintereinander erfolgen. Nebentätigkeiten wie Shleifen, Nahtabdihten, Unterbodenshutz und Montagearbeiten werden der Gesamtlakierung voroder nahgeordnet. Die Funktionalität untershiedliher Lakshihten wird in weniger Shihten zusammengefaßt. 100

2 Miro Compat Car (MCC Smart) Fünf Shihten benötigt man heute, um die Oberflähe der Karosserie zum einen optimal zu shützen, zum anderen deren Shönheit voll zur Geltung kommen zu lassen. Dies ist das Konzept der Automobilindustrie für den klassishen konventionellen Aufbau der Metalli-Lakierung. Beim neuen Smart verzihtet man auf zwei Shihten (Füller und Klarlak), weil der Deklak mit einem neu entwikelten Pulverbeshihtungsverfahren hergestellt wird [122] (Bild 3.19). Es wird eine Zinkphosphatierung eingesetzt, die ohne Passivierung auskommt. Die katodishe Tauhlakierung ist bleifrei, und die Nahtabdihtmaterialien enthalten kein PVC mehr. Eine absolute Neuheit ist der Pulverfinishlak, der als Metalleffektpulver in einer Shiht aufgetragen wird. Das eingesetzte Pulverfinish auf Basis pigmentierter Arylharze stellt eine absolute Neuentwiklung dar. Die beiden Pulvermaterialien Steinshlagshutz und Deklakpulver sind mit der gleihen Applikationsausrüstung verarbeitbar. Vergleihslakierungen mit Pulvergloken einerseits und diversen Pulverpistolen andererseits ergaben eindeutige Vorteile für die Pistolen. Für die Pulveraushärtung werden Umlufttrokner eingesetzt: An zehn Minuten Aufheizzeit auf 175 C Objekttemperatur shließen sih 15 min zur Aushärtung an. Die Trokner sind energiesparend mit Shleusen ausgestattet. Bild 3.19 Geringe Farbpalette beim Smart [Quelle: Miro Compat Car] 101

3 Der Pulverauftrag erfolgt vollautomatish über Roboter bzw. Automaten. Die Wirtshaftlihkeit des Beshihtungsverfahrens ist niht unwesentlih durh die Wiederverwendung von Overspray-Pulver begründet. BMW Mit der Einführung einer neuentwikelten Laktehnologie verbannt BMW als erster Automobilhersteller in Deutshland Lösungsmittel komplett aus dem Klarlakprozeß der Fahrzeug-Großserienproduktion (Bild 3.20). Das Verfahren ersetzt die bisher üblihen Klarlake, die zu 50% aus umweltbelastenden und gesundheitsshädlihen Lösungsmitteln bestehen, durh einen trokenen Pulverklarlak. Pro Karosserie spart der Pulverklarlak 1 kg Lösungsmittel ein, die bisher in aufwendigen Filteranlagen aufgefangen und entsorgt werden mußten. Pulverklarlak hat über die Einsparung der Lösungsmittel hinaus noh eine Reihe weiterer ökologisher und ökonomisher Vorteile. So können fast 100% der aufgetragenen Lakmenge auh in Deklak umgewandelt werden. Vermiedener Abfall senkt neben der Umweltbelastung die Entsorgungskosten, da auh das Pulver aus dem Overspray ohne Aufbereitung praktish hundertprozentig erneut verwendet werden kann. Sowohl die Standardemissionen wie Methan, Stikoxide oder Kohlenmonoxid als auh das Treibhauspotential liegen bei dem Lakpulver deutlih unterhalb denen von konventionellem Lak. Dazu kommen Vorteile wie Abwasserfreiheit, Energieeinsparung durh Luftkreislaufführung in der Pulverkabine, keine hemishen Reinigungsmittel und Shihtdikenflexibilität. Bild 3.20 Pulverklarlakbeshihtung in der Serie [Quelle: BMW] 102

4 b e d Bild 9.4 Beilakierung zur Begrenzung der Reparaturflähe a Füller und Altlak shleifen (a. P800) (a), Bereih mit silikonfreier, wasserlösliher Shleif- und Polierpaste behandeln (b), 1-Shiht-Deklak in 2 bis 3 Spritzgängen am Übergang auslaufend auftragen (), 1-Shiht-Deklak stark verdünnen (oder nur Verdünnung) und den Übergangsbereih mit reduziertem Druk ausnebeln (d), troknen und Übergangsbereih mit Polierpaste bzw. Finishpolierpaste behandeln (e). Die Beilakierung beim 2- und 3-Shiht-Verfahren ist ähnlih Beilakierung im Teil Beim Verfahren «Beilakierung im Teil» wird der Übergang der farbton- und effektgebenden Shiht im beshädigten Teil durhgeführt. Diese Applikationstehnik kommt häufig zum Einsatz, so daß die Beilakierung angrenzender Teile niht notwendig ist. So sollte der Lakierer darauf shauen, daß bei kleinen bis mittleren Beshädigungen und einer Beshihtung bestehend aus einer 2- oder 3-Shiht-Lakierung die Tehnik der «Lakierung im Teil» so oft wie möglih angewandt wird. Voraussetzung ist jedoh, daß von der Shadenstelle ausgehend (in eine oder zwei Rihtungen) genügend Flähe vorhanden ist, um einen auslaufenden Lakauftrag durhführen zu können. Besonders bei 3-Shiht-Lakierungen ist ein vermehrter Flähenbedarf zu berüksihtigen. Niht nur wirtshaftlihe Gesihtspunkte, sondern auh die Tatsahe, daß evtl. Farbton- und/oder Effektuntershiede im Teil bewältigt und niht an den Rand zum angrenzenden Teil getragen werden, sprehen für dieses Verfahren. Zu beahten ist weiterhin, daß nur der Basislak auslaufend im Teil, jedoh die Klarlakshiht auf das Gesamtteil oder den gesamten Teilbereih aufgetragen wird. Als Faustregel für die Ausdehnung der Übergangsflähe (nah einer oder nah zwei Seiten) gilt: 230

5 Von der Beshädigungsgrenze (z.b. Füllerflek) ausgehend, benötigt man a. 15 m für den Basislak; von da gerehnet müssen mindestens 10 m Originallakierung bis zur Teilegrenze zur Applikation des Klarlakes noh übrigbleiben. Beispiel An einer Seitentüre wird dieses Beilakierverfahren beshrieben (Bild 9.5). Im gewählten Beispiel ist die Türe mittig beshädigt. Nah dem Ausbeulen erfolgte der Lakaufbau vom blanken Bleh aus mit Spahtel und Füller (Vorgehensweise bei einer 2-Shiht-Lakierung): Füller und Altlak shleifen (Körnung P800...P1000, Shleifvlies) (a), 1K-Klarlak, 1 Spritzgang auf das Gesamtteil auftragen (b) (entfällt bei der Verwendung von Wasserbasislaken), Basislak in 2 bis 3 Spritzgängen am Übergang auslaufend auftragen (), 2K-Klarlak in 2 Spritzgängen auf das Gesamtteil auftragen (d). Die Beilakierung beim 1- und 3-Shiht-Verfahren ist ähnlih Beilakierung von angrenzenden Teilen Unter «Beilakierung von angrenzenden Teilen» versteht man eine Reparaturlakierung, bei der Lakierung der Gesamtflähe, evtl. ohne Türrahmen (d.h. bis Fensterlinie) oder Lakierung der Teilbereihe (hier z.b. Tür-Unterteil) Absetzkante Sike Zierleiste a,b,d a,b,d Bild 9.5 Beilakierung im Teil 231