Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Automatisierte Lackierung von Einzelstücken

01.08.2017

20 Prozent weniger Lack, 15 Prozent weniger Energie, fünf Prozent weniger Produktionszeit – die Vorteile des automatischen Lackiersystems SelfPaint gegenüber der bislang dominierenden Handlackierung sind enorm. Und, was der größte Nutzen sein dürfte: Es eignet sich erstmals auch für Einzelstücke, also für die Losgröße eins.

Produkte – egal in welchem Bereich – werden immer individueller: Losgröße eins lautet die langfristige Devise. Was den Lackierprozess angeht, stehen Unternehmer hier jedoch noch vor großen Herausforderungen. Denn Automatisierung und Individualisierung der Produkte passen in punkto Lackiertechnik bisher alles andere als zusammen.


© Foto Fraunhofer FCC

Multiphysikalische Simulation eines Hochrotationszerstäubers mit Kontaktaufladung zur Berechnung der Tropfenflugbahn am Beispiel einer Volvo V60 Karosserie.

Einen Lackierroboter zu programmieren, lohnt sich nur dann, wenn zahlreiche baugleiche Teile spritzlackiert werden müssen. Das jedoch ist bereits heute schon vielfach nicht mehr der Fall. In zahlreichen Branchen wird daher weit über die Hälfte aller Bauteile per Hand lackiert – die Variantenvielfalt ist einfach zu groß.

Automatisiert lackieren und Ressourcen sparen

Die selbstprogrammierende Lackierzelle SelfPaint bietet Unternehmen hier erstmals eine Lösung – und wartet zudem mit zahlreichen Einsparpotenzialen auf. Entwickelt wurde sie in den Fraunhofer-Instituten für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM und dem schwedischen Fraunhofer-Chalmers Centre for Industrial Mathematics FCC.

»Mit unserer Technologie SelfPaint können wir kleine Chargen und selbst Einzelstücke automatisiert lackieren«, sagt Dr. Oliver Tiedje, Gruppenleiter am IPA und Koordinator des Projekts. »Dabei sparen wir bis zu 20 Prozent Lack ein und reduzieren somit auch die Lösemittelemissionen um 20 Prozent. Zudem brauchen wir 15 Prozent weniger Energie und sind um fünf Prozent schneller als bei der bisher gängigen Handlackierung.« Auch was die Reproduzierbarkeit angeht, punktet das automatische Verfahren gegenüber der Handarbeit.

Simulationen ermöglichen die optimale Lackierung

Der automatische Lackierprozess besteht aus fünf Schritten. Zunächst einmal wird das Bauteil dreidimensional gescannt, dabei setzen die Forscher auf robuste State-of-the-art-Systeme. Die Scandaten bilden die Basis für eine fluiddynamische Simulation:

Entsprechende Software simuliert die Flugbahn der Lackteilchen und bestimmt, welche Lack- und Luftmengen für die gewünschte Schichtdicke optimal sind. Aus diesen Simulationsdaten bestimmt das System im dritten Schritt die bestmögliche Roboterbahn für den Lackierprozess. Nun folgt der eigentliche Lackierprozess. In Schritt Nummer fünf wird schließlich die Qualität überprüft: Ist die Dicke der Lackschicht wie gewünscht?

»Für diese Qualitätskontrolle nutzen wir Terahertz-Technik, also Licht mit einer Wellenlänge zwischen Mikrowelle und Infrarot. Auf diese Weise können wir nasse und farbige Lacke berührungslos messen«, berichtet Dr. Joachim Jonuscheit, stellvertretender Abteilungsleiter am ITWM. Im Lackieralltag soll all dies schon bald automatisch ablaufen: Das Bauteil wird von Robotern gescannt, lackiert und auf die Qualität überprüft – ohne Zutun eines Mitarbeiters.

Während die Forscher vom IPA das Projekt koordinieren und sich der Lackiertechnik sowie der Simulation der Lacktröpfchen nah am Zerstäuber widmen, kümmern sich die schwedischen Kollegen um die Simulation nah am Bauteil sowie um die automatische Bahnplanung.

Genauer gesagt: Sie berechnen, wie die Lacktröpfchen durch die Luft fliegen, wo sie auf dem Objekt landen und wie dick die entstehende Schicht ist. Die Forscher am ITWM übernehmen den 3D-Scan und die Schichtdickenmessung zur Qualitätsabsicherung. Die Einzelmodule sind bereits fertig, nun fügen die Wissenschaftler die Einzelschritte zu einem komplett automatisierten Prozess zusammen. Ende 2018 soll der gesamte Prototyp fertig sein – und der Lackiertechnik in der Produktion zu mehr Automatisierung und Flexibilität verhelfen.

Weitere Informationen:

https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2017/august/automatisier...

Jörg-Dieter Walz | Fraunhofer Forschung Kompakt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht UV-Kugel macht Lackieren einfach und schnell
16.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Vorzüge von 3D-Druck und Spritzguss kombiniert
16.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics