Die Lackierung von Kunststoffteilen optimieren

Ob Kosmetikverpackung, Gehäuse oder Automobilteil – aus Kunststoffen hergestellte Produkte sind in praktischen allen Industrie- und Lebensbereichen vertreten. Eine attraktive Optik und Haptik, ein individuelles Erscheinungsbild, Widerstandsfähigkeit gegen mechanische, chemische und physikalische Angriffe sowie spezielle funktionale Eigenschaften erhalten diese Erzeugnisse sehr häufig durch eine Beschichtung. Dabei stehen inhouse-lackierende Unternehmen und Lohnbeschichter durch aktuelle Trends und Veränderungen in zahlreichen Branchen vor neuen Herausforderungen. Dazu zählen der Einsatz neuer sowie modifizierter Werkstoffe und Materialkombinationen, die Neuausrichtung kompletter Industriebereiche, kürzere Produktlebenszyklen und kleinere Losgrößen, Personalisierung von Produkten, die digitale Transformation sowie strengere Energieeffizienz- und Klimaschutzziele. Hinzu kommen Kostenaspekte. Dies macht Lackierprozesse erforderlich, die bei hoher Qualität effizienter, flexibler und ressourcenschonender sind. Die Aussteller der PaintExpo vom 21. bis 24. April 2020 präsentieren dafür zahlreiche Möglichkeiten.

Von der Vorbehandlung bis zur Qualitätskontrolle

Der erste Blick richtet sich auf die Vorbehandlung: Alternativen zur traditionellen Powerwash-Reinigung wie die Plasma- und CO₂-Schneestrahltechnologie ermöglichen häufig kosten- und flächenreduzierte sowie in die Lackierlinie integrierte, vollautomatisierte Reinigungsprozesse. Da bei beiden Verfahren weder Chemikalien und Wasser noch eine Trocknung erforderlich ist, sind sie auch unter Umwelt- und Energieeinsparaspekten sinnvoll. Außerdem wird keine Wärme in das Bauteil eingebracht, die dazu führen kann, dass später Formulierungsbestandteile des Kunststoffs wie Trennmittel, Additive oder Füllstoffe aus tieferen Schichten auf die Oberfläche migrieren und Haftfestigkeitsprobleme verursachen. Der elektrostatischen Aufladung der Kunststoffoberfläche kann durch eine Ionisierung entgegengewirkt werden.

Bei Lacken ermöglichen neue Entwicklungen durch so genannte Einschichtaufbauten die Zahl der erforderlichen Lackierschritte zu reduzieren, wobei hohe Beständigkeiten der lackierten Oberflächen erreicht werden. Ein Thema, das im Zuge einer höheren Nachhaltigkeit viele Branchen beschäftigt, sind Alternativen zum Galvanisieren unter Verwendung von Chrom VI. Die Lackhersteller haben hier verschiedene Lösungen entwickelt. Je nach Anwendung und Anforderung sind dies Lacksysteme mit Dreischichtaufbauten oder wirtschaftliche Einschichtlösungen. Mit unterschiedlichen Farbvarianten und Effekten sind diese Lacke mehr als nur eine Alternative zur galvanischen Chromschicht. Eine weitere Option stellt eine Plasma-Vakuumbeschichtung in Kombination mit einem UV-Lack dar. Hier stehen inzwischen deutlich mehr Lacklösungen zur Verfügung, die für eine Polymerisation mit der LED-UV -Technologie ausgelegt sind. UV-Lacke, mit denen sich die Vorteile der LED-UV-Aushärtung – unter anderem die Härtung wärmeempfindlicher Substrate, energiesparenderes Arbeiten und sofortiger Einsatz nach dem Einschalten – nutzen lassen, stehen nicht nur für die Metallisierung von Kunststoffoberflächen zur Verfügung, sondern auch für klassische Lackieraufgaben. Neuheiten werden auch für die Pulverbeschichtung von Bauteilen aus Kunststoffen vorgestellt.

Unaufhaltsam schreitet der Trend zur Automatisierung fort – auch in mittleren und kleineren Unternehmen. Die Gründe liegen in der höheren Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit des Prozesses und einem daraus resultierenden geringen Ausschuss, verbunden mit entsprechenden Einsparungen. Die Lackiertechnik- und Roboterhersteller reagieren auf diesen Bedarf mit speziell für die Beschichtungsindustrie konzipierten Mehrachsrobotern sowie so genannten Roboter-Lackierzellen. Die erforderliche Applikationstechnik für den Lackauftrag wird spezifisch an das jeweilige Kundenprojekt angepasst. Neue Pistolensteuerungen ermöglichen dabei eine sehr präzise Applikation. Auf sämtliche Lackierparameter kann einfach zugegriffen und diese hochgenau eingestellt werden. Daraus resultieren eine hohe Wiederholgenauigkeit, konstante Lackierergebnisse und Materialeinsparungen. Die Programmierung der Roboter-Bewegungsabläufe kann neben dem klassischen Teachen mit Software für eine Offline-Programmierung am PC erfolgen. Weitere Themen im Bereich der Automatisierung, zu denen neue Entwicklungen vorgestellt werden, sind die Farbaufbereitung, der Farbtransport, die Dosierung und Farbwechsel.

Neue Lösungen für die automatisierte Überwachung von Prozessparametern wie beispielsweise Lackmenge, Temperatur, Prozesslüfte, Sprühstrahl sowie für die Protokollierung und Auswertung dieser Daten stehen ebenfalls zur Verfügung. Darüber hinaus ermöglichen innovative Entwicklungen die prozessintegrierte Qualitätskontrolle der beschichteten Oberfläche, beispielsweise eine zerstörungsfreie und berührungslose Schichtdickenmessungen auf nassen und gehärteten Lackschichten.

Voraussetzung für eine ressourceneffiziente und nachhaltige Kunststoff-Beschichtung in hoher Qualität ist die Auswahl des richtigen Verfahrens: Ob das eine Nasslackierung, Pulverbeschichtung, UV-Lackierung oder auch eine Kombination ist, hängt unter anderem vom zu lackierenden Produkt und Werkstoff, der geforderten Qualität und erforderlichen Flexibilität ab. Dabei lohnt es sich, auch Jahre oder vielleicht sogar Jahrzehnte lang eingesetzte Verfahren auf den Prüfstand zu stellen und mit Alternativen zu vergleichen. Da während der PaintExpo sämtliche Technologien entlang der Prozesskette präsentiert werden und alle relevanten Anbieter vertreten sind, lässt sich dieser Vergleich auf der Weltleitmesse gezielt und sehr effizient durchführen.

Weitere Informationen und die vorläufige Ausstellerliste unter www.paintexpo.de