Rand­schar­fes La­ckie­ren

Matthias Mandal (WALTHER Spritz- und Lackiersysteme GmbH), Tobias Kleyer (Dörken)

Klassischerweise werden vor allem Großbauteile mithilfe der Spritzapplikation beschichtet und durch das aufgetragene Material vor Korrosion geschützt. Um zu vermeiden, dass Materialanteile durch Luftrückpralleffekte oder Vorbeispritzen verloren gehen (sog. Overspray), kann eine E-Statik-Anlage eingesetzt werden. Dabei ist es jedoch erforderlich, die Bauteile zu maskieren, falls nur bestimmte Bereiche beschichtet werden sollen. Aus diesem Umstand heraus haben der Gerätehersteller WALTHER PILOT und der Materialhersteller Dörken Mitte 2020 ein Entwicklungsprojekt gestartet, welches im März 2021 abgeschlossen wurde. Das Ergebnis: eine anwendungsspezifische Automatikspritzpistole, die in Verbindung mit einem Roboter, absolut reproduzierbare Ergebnisse liefert und nahezu ohne Sprühnebel randscharf Zinklamellensysteme appliziert.

Das zu verarbeitende Zinklamellenmaterial wird aus einem druckluftbeaufschlagten Materialdruckgefäß (MDG) zu einer luftzerstäubenden Spritzpistole gefördert. Diese Automatikspritzpistolen sind Präzisionsgeräte mit feinsten Luftzufuhrkanälen und mikrofein aufeinander abgestimmten Düsen und Luftköpfen. Daher werden die Druckluft und das Beschichtungsmaterial in der Automatikspritzpistole durch getrennte Kanäle zur Materialdüse geführt. Von dort wird das Zinklamellenmaterial mit ca. 1 bar Luftdruck in feinste Partikel zerstäubt und auf das Bauteil appliziert. Das Besondere an dem Verfahren: Der Materialausstoß wird pulsierend gesteuert, so dass nur sehr geringe Mengen aufgebracht werden, aber dennoch die Tröpfchen zu einem sehr gleichmäßigen Nassfilm zerfließen können. Dies ist besonders wichtig für die Ausrichtung der Materialpigmente, welche für den späteren Korrosionsschutz entscheidend sind.

Die Herausforderung bei der Entwicklung war, dass das Material Pigmente lamellarer Form enthält und natürlich nicht die Automatikspritzpistole verstopft, aber gleichzeitig randscharf mit einer Schichtstärke von nur 10µm auf die unterschiedlichen Objektgeometrien aufgetragen werden soll. Hier konnte auf die Erfahrungswerte aus der industriellen Punkt- und Linienmarkierung zurückgriffen und ein neuer Applikator speziell für diese Aufgabenstellung entwickelt werden

Letztlich ging es vor allem darum, ein Lackieren ohne Maskieren zu entwickeln. Maskierungen an Bauteilen sind relativ kostspielig und aufwendig, und genau das wurde versucht, an sehr komplexen Bauteilen zu verhindern. In einem stets direkten Austausch und mithilfe gemeinsamer Versuche, hat das Entwicklungsteam mit Experten aus beiden Unternehmen eine praxisnahe Lösung erarbeitet. Das neu entwickelte, optimierte Verfahren, das bereits bei den ersten Kunden erfolgreich im Einsatz ist, eignet sich besonders für Bauteile, die nur in bestimmten Bereichen beschichtet werden sollen oder auch dürfen. Dazu gehören neben flächigen Bauteilen auch rotationssymmetrische Bauteile wie zum Beispiel Radlager, Bremsscheiben oder Gewindeteile. Da für einen effektiven Beschichtungsprozess neben der Lackierpistole aber auch eine passende Farbversorgung und Steuerung erforderlich sind, wurde direkt ein Komplettpaket entwickelt. Dieses ermöglicht dem Anwender – zusammen mit den bereits erarbeiteten Grundeinstellungen – den unkomplizierten Einsatz in der eigenen Beschichtungsanlage.

Um die Kosten im gesamten Beschichtungsablauf zu verringern, wurden folgende Ziele erreicht:

• Reduzierung von Investitions- und Wartungskosten
• Effizienterer Materialeinsatz
• Verringerung von Materialverlust
• Wegfall sämtlicher Maskieraufwendungen
• Robuster, automatisierbarer Prozess