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Forschungsvorhaben P 660 Schnittflächenschutz von organisch beschichteten Stahlband-Formteilen

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Das Ziel dieses Vorhabens war die Entwicklung eines Verfahrens zur Aufbringung einer hochwertigen Schnittflächenbeschichtung aus unter ultraviolettem Licht (UV) aushärtbarem Korrosionsschutzlack für Stahlbandformteile, die höchsten Anforderungen an Korrosionsschutz und optischen Ansprüchen genügen müssen.

Die Entwicklung des Verfahrens zur Schnittflächenbeschichtung enthielt die Untersuchung mehrerer Beschichtungsmethoden. Bei Langteilen erfolgte die Beschichtung der Schnittflächen durch Aufwalzen des Korrosionsschutzlacks, bei 3D-Formteilen kamen ein Stempelverfahren sowie ein elektrostatisches Sprühverfahren zum Einsatz. Das Stempelverfahren verwendete einen an die Schnittfläche des Bauteils angepassten Stempel, der durch Eintauchen in einen beheizbaren Lackbehälter benetzt wurde. Diese Methode der Stempelbenetzung und die Verringerung der Lackviskosität durch Erwärmen ermöglichten eine hohe Prozessgeschwindigkeit und eine Verbesserung der Beschichtungsqualität. Durch die Verwendung von UV-aushärtbarem Korrosionsschutzlack konnte die Schnittflächenbeschichtung innerhalb weniger Sekunden gehärtet werden. Bei der Entwicklung der Beschichtungsverfahren wurden Korrosionsschutzlacke der Serie Gardo® Protect UV verwendet.

Mit der Beschichtung durch Aufwalzen konnte vorverzinktes Spaltband der Dicke d = 2 mm bei einer Geschwindigkeit von 5 m/min mit einem wirksamen Schnittflächenkorrosionsschutz versehen werden. Damit bietet das Verfahren die Möglichkeit der Integration der Schnittflächenbeschichtung in Fertigungsanlagen zur Herstellung von Langteilen, die einer Umformung bei niedrigen Geschwindigkeiten unterworfen sind; z.B. Dach- oder Fassadenteile. Die Beschichtungsversuche bei höheren Geschwindigkeiten (> 5 m/min bis 80 m/min) ergaben eine unzureichende Korrosionsbeständigkeit der Schnittflächenbeschichtung. Es wird davon ausgegangen, das Beschichtungskonzept durch eine verbesserte Anlagenkonstruktion und die Rheologieanpassung des Korrosionsschutzlacks mit Beschichtungsgeschwindigkeiten > 30 m/min realisieren zu können.

Die Stempelmethode wurde in einem ersten Schritt bei einem Stanz-/Biegeteil ange-wendet, um die Korrosionsschutzeigenschaften der Schnittflächenbeschichtung untersuchen zu können. Die Schnittflächenbeschichtung des Bauteils hatte eine Schichtdicke zwischen 60 µm und 230 µm mit einer Lackmenge von 0,35 g/m bezogen auf die Schnittflächenlänge. Die Korrosionsbeständigkeit wurde mittels Salzsprühnebeltest (DIN EN ISO 9227, 2016 h), VDA-Wechseltest (VDA 621-415, 20 Zyklen) und dem DaimlerChrysler Klimawechseltest (KWT-DC, 12 Wochen) geprüft.

Anhand einer Weiterentwicklung des Stempelverfahrens konnte die Anwendbarkeit der Methode für die Schnittflächenbeschichtung von 3D-Formteilen an einem Stanz-/Pressteil (Tankklappe) gezeigt werden. Der Stempelprozess erreichte bei der Be-schichtung der Schnittflächen der Tankklappe eine Taktzeit von rund 10 s. Der Schnittflächenschutz hatte eine Schichtdicke zwischen 116 µm und 288 µm mit einer Lackmenge von 0,47 g/m bezogen auf die Schnittflächenlänge. Die Korrosionsbeständigkeit wurde mittels Salzsprühnebeltest (DIN EN ISO 9227, 2016 h) und VDA-Wechseltest (VDA 621-415, 15 Zyklen) geprüft.

Rainer Salomon | idw
Weitere Informationen:
http://www.stahlforschung.de

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