UV-Licht für Autolacke

Die UV-Härtung von Lacken ist in der Autoindustrie Neuland. Mussten Techniker in einer Versuchsanlage bislang die Strahlerpositionen optimieren, können sie dies nun schnell und einfach am Computer simulieren.

Splittsteinchen, Bürsten in der Waschanlage, Hagelkörner, Gartensträucher – all das kratzt am Autolack. Damit der Lack solche kleinen „Kollisionen“ unbeschadet übersteht, härten Autohersteller die Schutzschicht zunehmend mit UV-Licht: In der Lackieranlage strömen winzige Pulverpartikel aus Lack durch die Luft und lagern sich auf der Karosserie ab. Die Partikel haften nur leicht auf dem Auto, erst durch Aufschmelzen und anschließendes Bestrahlen mit UV-Licht vernetzt der Lack vollständig. Dann bildet er eine äußerst harte und kratzfeste Schicht. Doch vor der Lackierung müssen die Techniker erst in einer Versuchsanlage für jede Karosserie aufs Neue optimieren, wie viele UV-Strahler wo positioniert sein müssen und wie sie sich bewegen sollen, um alle lackierten Teile gleichmäßig zu härten. Ist die Bestrahlung zu intensiv, wird der Lack spröde, bei zu geringer Bestrahlung bleibt der Lack zu weich.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart haben in Zusammenarbeit mit einem Automobilhersteller ein Simulationsprogramm entwickelt. Damit lässt sich die Bestrahlung vorab im Computer optimieren. Der Bau einer Versuchsanlage wird überflüssig. „Das Simulationsprogramm DLS-UV berechnet mit einem Algorithmus sehr schnell die lokale Strahlungsverteilung auf dem Objekt“, erklärt Andreas Scheibe, wissenschaftlicher Mitarbeiter am IPA. Techniker können in dem Programm die Roboter- und Strahlerbewegung interaktiv verändern, einzelne Sektionen der Karosserie auswählen oder vergrößern und die Bestrahlung mit beliebigen UV-Lampen zeitabhängig simulieren. Bereits nach 30 Minuten wissen sie, ob die gewählte Strahleranordnung optimal ist oder ob sie angepasst werden muss. Grundlage des Simulationsprogramms ist das Programm DLS zur Visualisierung dynamischer Beschichtungsvorgänge, mit dem die Techniker die vorausgehende Lackbeschichtung optimieren können.

„Mit der Erweiterung des Programms DLS um licht- und strahlungstechnische Module konnten wir die virtuelle Prozesskette der Lackierung auf 3-D-Werkstücken vervollständigen“, freut sich Scheibe. Momentan ist das neue Programm DLS-UV in der Testphase – ein Autohersteller wird es Ende des Jahres in die industrielle Serienfertigung einbauen.

Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Andreas Scheibe
Telefon: 07 11 / 9 70-17 29, Fax: -12 20
andreas.scheibe@ipa.fraunhofer.de

Dr. Matthias Schneider
Telefon: 07 11 / 970-17 56
matthias.schneider@ipa.fraunhofer.de