Wie beeinflusst die Blechtopografie das Lackierergebnis?

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Der Untergrundeinfluss könnte durch Schleifen einer der Zwischenschichtoberflächen stark reduziert werden. Durch einen Glattschliff der Fülleroberfläche zum Beispiel lässt sich eine deutliche Verbesserung der Decklackstruktur erzielen. Aus produktionstechnischen Gründen kommt in der Regel für die Praxis das Schleifen von Zwischenschichtoberflächen jedoch nicht infrage. Hier ist dann zu untersuchen, wie sich über eine Optimierung der Applikationsparameter für den Auftrag der einzelnen Zwischenschichten der Decklackverlauf verbessern lässt.

Tipps zur Optimierung des Lackfilmverlaufs

Generell sind bei der Optimierung des Lackfilmverlaufs folgende Punkte zu befolgen: Eine feine Zerstäubung des Lacks führt zu einem Ausgangsgebirge mit geringerer Rautiefe; es ist jedoch darauf zu achten, dass die Lacktröpfchen nicht zu trocken auf dem Substrat auftreffen, da sonst eine hohe Anfangsviskosität vorliegt und daraus ein schlechterer Eigenverlauf resultiert. Zur Erzielung eines guten horizontalen Eigenverlaufs sollte der Viskositätsanstieg möglichst langsam erfolgen. Dies lässt sich durch eine niedrige Anfangsviskosität beziehungsweise eine lange Verbleibdauer des Lösemittels im Lackfilm erreichen (Verwendung von höhersiedenden Lösungsmitteln). Im Senkrechten hingegen begünstigt eine niedrige Viskosität die Ablaufneigung, was sich kontraproduktiv auf den Eigenverlauf auswirken kann.

Die Erfahrung zeigt, dass zur Erzielung eines guten Lackfilmverlaufs der Blechrauheitskennwert R_a so klein wie möglich sein sollte, jedoch nicht kleiner als circa 0,8 µm, um bei der Umformung den Halt im Presswerkzeug und die Haftung des Ziehöls zu gewährleisten. Die Spitzenzahl sollte sich im Bereich P_c > circa 60 cm^-1 befinden [5-6]. Zu beachten ist, dass die Blechoberfläche nach der Blechumformung einen Strukturzuwachs von bis zu 100 % aufweisen kann [6]. Die Fähigkeit einer Lackschicht zur Abdeckung des Untergrundprofils nimmt mit steigender Schichtdicke zu.

Eingangskontrolle der Blechstrukturen sehr empfehlenswert

In Lack verarbeitenden Betrieben ist eine Eingangskontrolle der Blechstrukturen dringend zu empfehlen. Deutlich unterschiedliche Blechoberflächenstrukturen (bis Faktor 2) aus unterschiedlichen Stahlwerken unter vermeintlich gleichen Produktionsbedingungen sind möglich.

Für die Verlaufsoptimierung eignet sich besonders eine modellbasierte Herangehensweise, zum Beispiel unter Verwendung des Simulationsmodells des IPA [1-2, 7]. Über schnell durchführbare Simulationen lassen sich die effektivsten Stellhebel für die Verlaufsbeeinflussung ermitteln, um so in der Lackieranlage effizient ein optimales optisches Erscheinungsbild für die zu beschichtenden Produkte erzielen zu können (Bild 6). Die Simulationssoftware ermöglicht es dem Anwender, die engen Vorgaben bezüglich der Verlaufsqualität ohne kostenintensive Anpassungsversuche zu erreichen und gleichzeitig durch die ganzheitliche Betrachtung des Lackierprozesses mit verschiedenen Gewichtungskriterien die Wirtschaftlichkeit der Lackiererei zu erhöhen.

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