DE202021103418U1

DE202021103418U1 - Bauteil, das zumindest abschnittsweise lackiert ist

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Publication number: DE202021103418U1
Application number: DE202021103418.1U
Authority: DE
Original assignee: Rehau Industries SE and Co KG
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2022-09-27
Anticipated expiration: 2031-06-26
Also published as: DE102022115729A1

Abstract

Bauteil, das zumindest abschnittsweise lackiert ist, welches gemäß folgender Verfahrensschritte hergestellt ist:
A) Bereitstellen eines Rohteils, dessen Oberfläche zumindest abschnittsweise zu schützen ist,
B) Fixierung des Rohteils in einer Aufnahme
C) Positionierung des in der Aufnahme fixierten Rohteiles zu einem Bezugspunkt
D) Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Auftragsvorrichtung
E) Auftrag eines Maskierungsmittels auf einen Abschnitt der Oberfläche des Rohteils mit der programmgesteuerten Auftragsvorrichtung, wobei das Maskierungsmittel eine Polymerzusammensetzung ist, die Polyamid und / oder ein Polyolefin enthält und einen Erweichungspunkt im Bereich von 80 °C bis 155 °C nach der Methode Ring und Kugel, einen Erweichungsbereich von 85 °C bis 120 °C (Kofler Heizbank), und eine Dichte bei 20 °C von 0,87 ± 0,02 g/cm³ aufweist
F) Bildung einer Maskierschicht aus dem Maskierungsmittel
G) Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils aus der programmgesteuerten Auftragsvorrichtung und Weitertransport des an der Aufnahme fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung oder Abnahme des an der Aufnahme fixierten Rohteils von der Aufnahme und Einbringung des Rohteils in eine Fixiervorrichtung und Transport des fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung
H) Auftrag eines Lackmaterials auf einen Abschnitt der Oberfläche des Rohteils mit der programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung
I) Bildung einer Lackschicht aus dem Lackmaterial, wobei das zumindest abschnittsweise lackierte Bauteil gebildet ist
J) Abnahme des zumindest abschnittsweise lackierten Bauteils von der Aufnahme oder von der Fixiervorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, das zumindest abschnittsweise lackiert ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen Bauteil.
Es ist heute üblich, ein Bauteil, das zumindest abschnittsweise lackiert ist, mit Hilfe von Klebebändern händisch vor dem Lackierprozess zu maskieren. Der Aufwand hierbei ist groß, die Durchführung oft nicht besonders gut reproduzierbar, so dass es beim Lackierprozess zu Schwierigkeiten und damit zu fehlerhaften Bauteilen kommt.
Eine Alternative ist die Flüssigmaskierung. Die dazu eingesetzten Acrylate werden durch Aufsprühen auf die zu maskierende Oberfläche eines Bauteils aufgebracht und anschließend ausgehärtet. Hierbei kommt es zu spritzerhaftem Auftrag des Flüssigmaskiermittels, was nachfolgend Probleme bereitet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil anzugeben, das zumindest abschnittsweise lackiert ist, und dessen Oberfläche oder Oberflächenabschnitte gegenüber bekannten Lösungen eine präzise Maskierung auf praktische Weise und ohne großen Aufwand ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug anzugeben mit einem solchen Bauteil.
Die Lösung der ersten Aufgabe erfolgt durch ein Bauteil, das zumindest abschnittsweise lackiert ist, welches gemäß folgender Verfahrensschritte hergestellt ist:

A) Bereitstellen eines Rohteils, dessen Oberfläche zumindest abschnittsweise zu schützen ist,
B) Fixierung des Rohteils in einer Aufnahme
C) Positionierung des in der Aufnahme fixierten Rohteiles zu einem Bezugspunkt
D) Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Auftragsvorrichtung
E) Auftrag eines Maskierungsmittels auf einen Abschnitt der Oberfläche des Rohteils mit der programmgesteuerten Auftragsvorrichtung, wobei das Maskierungsmittel eine Polymerzusammensetzung ist, die Polyamid und / oder ein Polyolefin enthält und einen Erweichungspunkt im Bereich von 80 °C bis 155 °C nach der Methode Ring und Kugel, einen Erweichungsbereich von 85 °C bis 120 °C (Kofler Heizbank), und eine Dichte bei 20 °C von 0,87 ± 0,02 g/cm³ aufweist
F) Bildung einer Maskierschicht aus dem Maskierungsmittel auf dem Abschnitt der Oberfläche des Rohteils
G) Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils aus der programmgesteuerten Auftragsvorrichtung und Weitertransport des an der Aufnahme fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung oder Abnahme des an der Aufnahme fixierten Rohteils von der Aufnahme und Einbringung des Rohteils in eine Fixiervorrichtung und Transport des fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung
H) Auftrag eines Lackmaterials auf einen Abschnitt der Oberfläche des Rohteils mit der programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung
I) Bildung einer Lackschicht aus dem Lackmaterial, wobei das zumindest abschnittsweise lackierte Bauteil gebildet ist
J) Abnahme des zumindest abschnittsweise lackierten Bauteils von der Aufnahme oder von der Fixiervorrichtung.

Das Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung überwindet die geschilderten Nachteile des Standes der Technik.
Es ist auf praktische Weise und ohne großen Aufwand möglich, ein Bauteil bereitzustellen, dessen Oberfläche oder Oberflächenabschnitte gegenüber bekannten Lösungen eine präzise Maskierung aufweist.
Auf diese Weise können derartige Bauteile schnell, präzise, reproduzierbar und kostengünstig hergestellt werden.
Im Folgenden werden die einzelnen Verfahrensschritte näher erläutert:
Zu A: Bereitstellen eines Rohteils
Polymerwerkstoffe, insbesondere bevorzugt Polypropylen (PP) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polypropylens, die mit Füllstoffen versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen, oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polymethylmethacrylats, oder Polycarbonat (PC) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polycarbonats, wie z. B. PC/ABS, PC/PET, PC/PBT, die ebenso mit Füllstoff versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen, oder Polyethylen (PE) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polyethylens, die ebenso mit Füllstoff versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen, oder Polyvinylchlorid (PVC) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polyvinylchlorids, die ebenso mit Füllstoff versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen, eignen sich zur Herstellung eines Rohteils.
In einer sehr günstigen Fortentwicklung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Reinigungsprozess zwischen den Verfahrensschritten A und B oder B und C stattfindet und / oder dass ein Reinigungsprozess zwischen den Verfahrensschritten F und G oder G und H stattfindet.
Eine gegebenenfall durchzuführende Reinigung des Rohteils kann zum Beispiel nasschemisch oder trockenchemisch erfolgen nach dem Fachmann bekannten Verfahren.
Auf diese Weise kann eventuell anhaftender Schmutz vom Rohteil entfernt werden, damit es in den nachfolgenden Arbeitsschritten zu keinen Oberflächendefekten oder Enthaftung der auf die Oberfläche aufgetragenen Schicht oder Schichten kommt.
In einer weiteren sehr vorteilhaften Fortentwicklung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Aktivierungsprozess zwischen den Verfahrensschritten A und B oder B und C und / oder den Verfahrensschritten F und G oder G und H stattfindet, und dass der Aktivierungsprozess bevorzugt nach einem Reinigungsprozess stattfindet.
Damit ist der Vorteil verbunden, dass die Oberfläche im Hinblick auf die Haftung der auf die Oberfläche aufgetragenen Schicht oder Schichten vorbereitet ist. Die nachfolgenden Arbeitsschritte werden auf diese Weise positiv beeinflusst.
Der Aktivierungsprozess kann bei der vorliegenden Erfindung in besonders günstiger Weise eine Plasmabehandlung der Oberfläche des Rohteils und / oder eine Coronabehandlung der Oberfläche des Rohteils und / oder eine Flammenbehandlung der Oberfläche des Rohteils und / oder eine Ätzbehandlung der Oberfläche des Rohteils sein.
Gegebenenfalls kann eine Aktivierung des Rohteils zum Beispiel mittels eines Beflammungsverfahrens, eines Coronabehandlungsverfahrens, eines Plasmabehandlungsverfahrens, einer Bestrahlung oder eines Ätzverfahrens nach dem Fachmann bekannten Techniken durchgeführt werden.
Zu B: Fixierung des Rohteils in einer Aufnahme
Die Fixierung des Rohteils erfolgt in einer Aufnahme, die der Form des Rohteils entspricht. Das System zur sicheren und genauen Fixierung des Rohteils soll durch seine Form und Geometrie das Rohteil sicher aufnehmen und fixieren, ohne das Rohteil zu beschädigen oder zu deformieren. Das Rohteil kann zum Beispiel in der Aufnahme durch Sauger fixiert werden. Alternativ kann ein Federsystem in der Aufnahme vorgesehen sein, das die prozessbedingten Schwankungen der Dimensionen des Rohteils auf diese Weise ausgeglichen werden.
Zu C: Positionierung des in der Aufnahme fixierten Rohteils zu einem Bezugspunkt:
Nach Fixierung des Rohteils in der Aufnahme ist dieses in Bezug auf einen Referenzpunkt eindeutig in Position zu bringen. Dafür können zum Beispiel Lasersysteme mit entsprechenden Auswerteeinheiten zur Anwendung kommen.
Mit Hilfe der genauen Bestimmung der Ortsvektoren des Bezugspunkts zum Referenzpunktes kann in einfacher Weise die Bewegung der programmgesteuerten Auftragseinheit und / oder der programmgesteuerten Aushärteeinheit so geführt werden, dass sowohl der Auftrag als auch die Aushärtung des Maskierungsmittels immer an der gleichen Stelle und in gleicher Art und Weise stattfinden.
Zu D: Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Auftragsvorrichtung
Nach der Fixierung und der genauen Positionierung des Rohteils kann der Transport zur Auftragsvorrichtung zum Beispiel über Rollen, Bahnen oder Bänder erfolgen.
Zu E: Auftrag eines Maskierungsmittels auf einen Abschnitt der Oberfläche des Rohteils mit der programmgesteuerten Auftragsvorrichtung, wobei das Maskierungsmittel eine Polymerzusammensetzung ist, die Polyamid und / oder ein Polyolefin enthält und einen Erweichungspunkt im Bereich von 80 °C bis 155 °C nach der Methode Ring und Kugel, einen Erweichungsbereich von 85 °C bis 120 °C (Kofler Heizbank), und eine Dichte bei 20 °C von 0,87 ± 0,02 g/cm³ aufweist.
Der Auftrag eines Maskierungsmittels mit einer programmgesteuerten und somit personenunabhängigen Auftragsvorrichtung kann durch ein System aus

- Pumpen für das Maskierungsmittel
- Maskierungsmittel
- Applikator wie Düsen
- Programmsteuerung und
- Peripherie

Pumpen
Die Pumpen für den Auftrag des Maskierungsmittel können zum Beispiel solche mit Schnecken, Kolben oder Membran sein.
Maskierungsmittel
Als Maskierungsmittel kommen Schmelzkleber, die in bestimmten Temperaturbereichen erweichen, zum Einsatz. Das Maskierungsmittel ist vor der Anwendung zu erwämen bis die gewünschte Temperatur und das dadurch bedingte Fließverhalten des Maskierungsmittels erreicht ist.
Nach der Applikation auf der Oberfläche des Bauteils verfestigt sich das flüssigzähe Maskierungsmittel durch Kühlung, beispielsweise durch Konvektionsanwendung von bevorzugt gekühlter Luft.
Als Zusammensetzungen von typischen Maskierungsmitteln für polare Polymere, wie z. B. PC, PC/PET M15 oder ABS/PC, seien beispielhaft

- Jowattherm 264.00: es handelt sich dabei um einen Schmelzklebstoff aus einer Polypropylenmodifizierung und Polyolefin, mit einem Schmelzbereich von 80 bis 155 °C, Verarbeitungstemperatur [°C]: 170 bis 200 bei Aussehen: farblos, Dichte bei 20 °C [g/cm3]: 0,87 ± 0,02, und Erweichungsbereich [°C]: 115 ± 5 (Kofler Heizbank). Die Viskosität beträgt bei 190 °C [mPas]: 2.700 ± 500 (Brookfield, Thermosel, Spindel 27, 20 UPM).
- Jowattherm 239.75: es handelt sich dabei um einen Schmelzklebstoff aus Polyolefin, mit einem Schmelzbereich > 165 °C, Verarbeitungstemperatur [°C]: 150 bis 190 bei Aussehen: farblos, Dichte bei 20 °C [g/cm³]: 0,87 ± 0,02 (Jowat Prüfmethode) und Erweichungsbereich [°C]: 90 ± 5 (Kofler Heizbank). Die Viskosität beträgt bei 190 °C [mPas]: 9.000 ± 1.500 (Brookfield, Thermosel, Spindel 28, 10 UPM) genannt.

Als Zusammensetzung eines typischen Maskierungsmittels für unpolare Polymere, wie z. B. Polyolefine, wie PP und PE und deren Blends, ungefüllt und gefüllt, sei beispielhaft BÜHNEN C41404: es handelt sich dabei um einen Schmelzklebstoff auf Basis Polyamid,
mit einem Erweichungspunkt: ca. 130 °C nach Methode Ring und Kugel, Verarbeitungstemperatur: 160 bis 200 °C,
die Viskosität beträgt bei 165°C [mPas]: ca. 2.500 nach Methode (Kegel/Platte)
genannt.
Daneben können als Maskierungsmittel auf Basis eines Schmelzklebers auch andere Schmelzkleber eingesetzt werden, wie z. B. die Klebstofftypen der Fa. Bühnen, dabei ganz besonders die Produkte U-4333 und U-43631.
Besonders bevorzugt sind die Klebstofftypen der Fa. 3M, dabei ganz besonders das Produkt 3M Hot Melt Adhesive 3731-B, oder SIKAMELT-050 der Fa. SIKA Automotive GmbH, Hamburg, und Jowatherm 239.75, Jowatherm 264.00 und Jowatherm 239.70 der Fa. JOWAT SE, Detmold.
Die Schmelzkleber können per Rakeldüse oder Spritzdüse aufgetragen werden. Andere Spritz- und Gießauftragstechniken sind auch möglich.
Applikator
Für den Auftrag des Maskierungsmittels können zum Beispiel Düsen von den Firmen Atlas Copco (Stockholm), Sames & Kremlin (Neuss), Industra (Heusenstamm), Dürr Systems AG (Bietigheim-Bissingen) oder Bühnen (Bremen) eingesetzt werden.
Rakeldüse der Fa. Bühnen
Der Auftrag des Maskierungsmittels erfolgt in direktem Kontakt der Rakeldüse zum Bauteil. Der Kontakt wird abgefedert durch eine Federlagerung der Rakeldüse. Die Spur, die mit einem hochviskosen Lacksystem (z. B. der Viskosität nach EN ISO 3219 von 4 Pa * s (Pascal-Sekunden)), gezogen werden kann, ist optisch in Ordnung. Durch Überschussmaterial, welches sich links und rechts am Rand der Spur bildet, ist die erreichte Qualität unzureichend.
Tampondruck
Beim Tampondruck erfolgt der Übertrag des Maskierungsmittels mit Hilfe eines Schaumapplikators. Das Maskierungsmittel wird im Schaumapplikator von der der Druckseite des Schaumapplikators abgewandten Seite nachgespeist. Durch Druck und Verteilerplatte wird die Versorgung des Maskierungsmittels zur Druckseite hin erreicht. Offenporiger Schaum zeichnet sich durch seine Durchlässigkeit für das Maskierungsmittel und die erwähnte Nachspeisung aus.
Nachteilig ist hierbei eine mögliche Anhaftung zwischen dem Schaum und der Bauteiloberfläche, so dass keine qualitativ hochwertige Oberfläche erreicht werden kann.
Bei geschlossenporigen Schaum kann durch dessen Perforation die Versorgung mit Maskierungsmittel durch den Schaum hindurch bewerkstelligt werden.
Bei beiden Auftragstechniken mittels Schaum kann es dazu kommen, dass das Maskierungsmittel am Rand unzureichend verläuft, dieses Problem ist noch stärker ausgeprägt beim Auftrag auf einer schiefen Ebene.
Mit einer Pinning Lampe kann das Problem behoben werden, indem die Viskosität des teilvernetzten Maskierungsmittels ansteigt, wodurch ein Verlaufen vermieden wird.
Filzapplikation
Für ein hochviskoses Maskierungsmittel (z. B. der Viskosität nach EN ISO 3219 von 4 Pa * s (Pascal-Sekunden)) ist ein Material wie Filz durch seinen geringe Penetrierbarkeit dem hochviskosen Material gegenüber nur bedingt brauchbar.
Mittels einer Filzapplikation ist ein Stempelauftrag möglich, bei dem auf der Applikationsseite der Filz mit dem Maskierungsmittel versorgt und auf diese auf die Bauteiloberfläche übertragen wird.
Signierpistole
In einer Signierpistole wir das Material (hochviskoses Maskierungsmittel (z. B. der Viskosität nach EN ISO 3219 von 4 Pa * s (Pascal-Sekunden)) im Sprühstrahl nicht zerstäubt. Ein hochviskoses Material (z. B. - s. o. - von 4 Pa * s (Pascal-Sekunden)) bedingt daher einen großen Düsenquerschnitt, dieser ist abhängig vom verwendeten Druck.
Bei einer Düse ohne Luft und geeigneter Viskositätseinstellung ist der Auftrag einer formstabilen Raupe eines hochviskosen Maskierungsmittels (z. B. - s. o. - von 4 Pa * s (Pascal-Sekunden)) möglich. Je nach Temperatur, Viskosität des Maskierungsmittels und Luft kann dieser in eine Bahn gelenkt werden, was zu einer gleichmäßigen Bahn führt.
Als Nachteil können durch Verwirbelung im Sprühkopf Spritzer entstehen, was aber immer noch zu einer akzeptablen Kantenschärfe führt.
Flachdüsen
Flachdüsen sind aus der Sealeranwendung bekannt.
So kann mit einer Airless Flachdüse mit einer 0,9 Inch Bohrung und einem Applikationswinkel von 60° (Winkelgrad) zur Bauteiloberfläche auch ein hochviskoses Maskierungsmittel (z. B. - s. o. - von 4 Pa * s (Pascal-Sekunden)) mit einer sehr gleichmäßigen Spur aufgetragen werden. Die Verteilung des Materials über die Spurbreite ist jedoch inhomogen.
Diesen Nachteil können Hochdruckdüsen beheben, welche aber zu einem deutlichen Mehraufwand in der Anschaffung und im Unterhalt führen.
Eine Sealerdüse mit Hochdruckapplikation (bei 40 bis 150 bar) als Flachdüse gestattet einen Gießaustrag, was zu einer sauberen Spur und Ausprägung führt.
Industra Prinzip
Mit einer Nadel oder einem Blättchen in der Düse und kontaktlosem Auftrag des hochviskosen Maskierungsmittels (z. B. - s. o. - von 4 Pa * s (Pascal-Sekunden)) auf das Bauteil kann durch nachfolgende Luftführung die Oberflächengüte der Spur deutlich verbessert werden.
Atlas Copco
Aus dem Auftrag von Flüssig-PVC auf Oberflächen sind Düsenköpfe mit mehreren Bohrungen bekannt. Im Düsenkopf sind z. B. im Abstand von 1,2 mm (Millimeter) Bohrungen angeordnet, so dass mehrere Spuren des Maskierungsmittels kontaktlos auf die Bauteiloberfläche aufgetragen werden können. Durch die räumliche Nähe zwischen den Bohrungen wird erreicht, dass die einzelnen Spuren sich berühren und dann von sich aus zusammenfließen und so zu einem Ausgleich der Oberfläche führen.
Besonders gute Applikationsergebnisse des Maskierungsmittels können zum Beispiel mit Düsen von Atlas-Copco und Industra erzielt werden.
Aus den Düsen und den Pumpen kann ein Applikationssystem gebaut werden.
Programmsteuerung
Den genauen, präzisen und reproduzierbaren Auftrag des Maskierungsmittels ermöglicht ein programmgesteuerter Roboter mit einer entsprechenden Auftragsvorrichtung. Zudem kann die Programmsteuerung auch die genaue, präzise und reproduzierbare Aushärtung in einer entsprechenden Vorrichtung ermöglichen.
Peripherie
Die Peripherie für den Auftrag des Maskierungsmittels umfasst alle Anlagenteile, die zu den Pumpen, der Dosierung des Maskierungsmittels und der Programmsteuerung des Roboters beitragen, wie Leitungen, Schläuche, Verbindungen etc.
Besonders günstig hat sich der Auftrag des Maskierungsmittels wie folgt erwiesen:

Das Maskierungsmittel wird dabei aus einer Schlitzdüse ausgebracht, wobei an der Applikationsvorrichtung, an der die Düse befestigt ist, ein Führungspin oder eine Führungsleiste in geringen Abstand zur Düse angebracht ist. Ein geeigneter Abstand zwischen der Düse und
der Oberfläche beträgt 0,2 bis 1,0 mm (Millimeter).

Der Führungspin oder die Führungsleiste wird federbelastet entlang der Oberfläche des Rohteils, auf die das Maskierungsmittel aufzutragen ist, geführt. Hierzu berührt der Führungspin oder die Führungsleiste stets die Oberfläche des Rohteils, ohne dass es dadurch zu einer Beschädigung der Oberfläche des Rohteils kommt.
Hierdurch wird ein stets gleicher Abstand zwischen der Düse und der Oberfläche des Rohteils eingehalten, der etwa 0,2 bis 1,0 mm (Millimeter) beträgt.
Das aus der Schlitzdüse ausgebrachte Maskierungsmittel soll beim Auftragen auf die Oberfläche des Rohteils in Kontakt mit der Düsenstirnseite bleiben.
Durch diese Technik kann das Maskierungsmittel ohne Spritzer, Blasen, Kleckse oder unscharfer Ränder auf die Oberfläche des Rohteils aufgetragen werden.
Unterschiede beim Beschichten von schiefen Ebenen können durch das Neigen der Düse ausgeglichen werden.
Zu F: Bildung einer Maskierschicht aus dem Maskierungsmittel auf dem Abschnitt der Oberfläche des Rohteils
Die Bildung einer Maskierschicht aus dem Maskierungsmittel kann durch Abkühlung des Maskierungsmittels erfolgen.
Zu G: Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils aus der programmgesteuerten Auftragsvorrichtung und Weitertransport des an der Aufnahme fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung oder Abnahme des an der Aufnahme fixierten Rohteils von der Aufnahme und Einbringung des Rohteils in eine Fixiervorrichtung und Transport des fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung Das in der Aufnahme fixierte Rohteil kann in diesem Zustand zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung transportiert werden.
Gegebenenfalls können die Verfahrensschritte F (= die Bildung einer Maskierschicht aus dem Maskierungsmittel durch Abkühlung) und G (= Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils aus der programmgesteuerten Auftragsvorrichtung und Weitertransport des an der Aufnahme fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung) nicht räumlich und zeitlich getrennt sein.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das in der Aufnahme fixierte Rohteil aus der Aufnahme herausgenommen wird und in eine Fixiervorrichtung eingebracht wird, die geeignet ist für den Lackauftrag in einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung. Das in die Fixiervorrichtung eingebrachte Rohteil kann in diesem Zustand zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung transportiert werden.
Der Vorteil der Abnahme des an der Aufnahme fixierten Rohteils von der Aufnahme und das Einbringung in eine Fixiervorrichtung, die geeignet ist für den Lackauftrag in einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung, liegt darin, dass das gesamte System flexibel gestaltet werden kann, besonders dann, wenn der Maskierprozess und der Lackierprozess räumlich und zeitlich getrennt sind.
Durch die genaue Positionierung, unter Zuhilfenahme der genauen Bestimmung des Ortsvektors des Bezugspunkts zum Referenzpunktes, ist in einfacher Weise die Bewegung der programmgesteuerten Auftragseinheit dergestalt gewährleistet, dass sowohl der Auftrag als auch die Aushärtung des Maskierungsmittels immer an der gleichen Stelle und in gleicher Art und Weise stattfindet.
Gegebenenfalls kann auf dem weiteren Weg zur Lackauftragsvorrichtung eine Abschottung, die variabel für verschiedene Transportsysteme und variabel in der Höhe ausgebildet ist, zur Vermeidung einer möglichen Verschmutzung der Maskierschicht auf der Oberfläche des Rohteils zur Anwendung kommen.
Zu H: Auftrag eines Lackmaterials auf einen Abschnitt der Oberfläche des Rohteils mit der programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung
Der Auftrag eines Lackmaterials, zum Beispiel in Form einer Grundierung oder eines Primers erfolgt mittels einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung.
Bei der vorliegenden Erfindung kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn vorgesehen ist, dass für das Bauteil die Lackschicht ausgewählt ist aus einem Primer oder einem Basislack oder einem Klarlack oder einem Decklack und/oder deren Kombination.
Mit Vorteil kann bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass das Lackmaterial für das Bauteil auf Lösemittelbasis und / oder auf Wasserbasis und / oder UV-härtend rezeptiert ist.
Zu I: Bildung einer Lackschicht aus dem Lackmaterial, wobei das zumindest abschnittsweise lackierte Bauteil gebildet ist
Die Bildung einer Lackschicht aus dem Lackmaterial erfolgt durch Aushärtung und / oder Trocknung des Lackmaterials. Beispielhaft seien Konvektionstrockner, IR-Trockner oder UV-Aushärtung bzw. UV-Trocknung genannt.
Gegebenfalls können weitere Lackschichten, wie zum Beispiel Basislacke und Klarlacke auf der Lackschicht aufgetragen und ausgehärtet werden.
Bei dem Bauteil kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Bildung der Lackschicht aus dem Lackmaterial durch Wärmebeaufschlagung in einem Konvektionsofen und / oder durch Einwirkung von IR-Strahlung und / oder durch Einwirkung von UV-Strahlung erfolgen.
Zu J: Abnahme des zumindest abschnittsweise lackierten Bauteils von der Aufnahme oder von der Fixiervorrichtung
Abschließend wird das zumindest abschnittsweise lackierte Bauteil von der Aufnahme bzw. von der Fixiervorrichtung abgenommen und beispielsweise einer Qualitätskontrolle, einem Lager, einem Versand oder einem Ausstattungsarbeitsbereich zugeführt.
In einer günstigen Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Bauteil ein Polymermaterial enthält, das ausgewählt ist aus Polypropylen (PP) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polypropylens, die mit Füllstoffen versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen, oder aus Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polymethylmethacrylats, oder aus Polycarbonat (PC) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polycarbonats, wie z. B. PC/ABS, PC/PET, PC/PBT, die ebenso mit Füllstoff versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen, oder aus Polyethylen (PE) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polyethylens, die ebenso mit Füllstoff versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen, oder aus Polyvinylchlorid (PVC) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polyvinylchlorids, die ebenso mit Füllstoff versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen.
Es kann sich bei der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft erweisen, wenn vorgesehen ist, dass das Bauteil gemäß vorangehender Beschreibung ein Automobilanbauteil und insbesondere ein Automobilaußenanbauteil ist, ausgewählt aus einer Stoßfängerverkleidung, einem Schweller, einer Leiste, einem Tankdeckel, einer Dachreling, einer Heckklappe, einem Spoiler, einer Motorhaube, einem Kotflügel, einer Türaußenverkleidung, einem Kühlergitter, einem Frontbauteil für einen Einsatz bei E-Fahrzeugen, einem Dachelement, und wobei die Maskierschicht entfernt ist oder wobei die Maskierschicht nicht entfernt ist.
Des Weiteren können gemäß der vorliegenden Erfindung auch Bauteile, die u.a. im Bereich Möbelbau, Fensterbau oder in anderen Industriebereichen eingesetzt werden, maskiert und lackiert werden. Als Beispiele, ohne sich auf diese zu beschränken, seien genannt: die Lackierung von Möbeln in mehrfarbiger Ausführung, wobei Abschnitte vor der endgültigen Farbgestaltung maskiert werden, oder Rohre, die verscheißt werden müssen, wobei der zu verschweißende Bereich vor der Lackierung maskiert wird.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen detailliert erläutert:
Ausführungsbeispiel 1
(beispielhaft für eine temporäre Maskierung - hierbei wird die Maskierschicht am Ende vom Bauteil entfernt)
Beim dem Rohteil handelte es sich um einen Heckspoiler für Mercedes Benz, hergestellt aus ABS/PC Novodur H 801 (Acrylnitril-Butadien-Styrol, ABS - Polycarbonat, PC) des Herstellers Ineos Styrolution.
Nach Reinigung mit üblichen Verfahren wurde das Rohteil in einer dafür geeigneten Aufnahme fixiert. Diese Aufnahme gestattet es, die prozessbedingten Schwankungen der Dimensionen des Rohteils u.a. durch Federsysteme auszugleichen, wobei durch Sauger das Rohteil in die Form hineingezogen ist. Auf dem Bauteil sind zwei Rillen ausgebildet. Das fixierte Rohteil in der Aufnahme wurde am Anfangspunkt an einer der beiden Rillen mittels eines handelsüblichen Lasersystems vermessen und so der Bezugspunkt generiert.
Im Anschluß erfolgte der Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils über Rollen zur Auftragsvorrichtung.
Der Auftrag des Maskierungsmittels SikaMelt-050 der Fa. Sika Automotive Hamburg GmbH, Hamburg, auf den Abschnitt der Oberfläche des Rohteils zwischen den per Spritzguß generierten Rillen erfolgte mit einer programmgesteuerten und personenunabhängigen Auftragsvorrichtung, umfassend

- eine Doppelmembran-Hochdruckpumpe Typ Cobra 4010 von Fa. Wagner zum Pumpen für das Maskierungsmittel SikaMelt-050 der Fa. Sika Automotive Hamburg GmbH, Hamburg, aus einer Schlitzdüse der Fa. Industra, wobei an der Applikationsvorrichtung, an der die Düse befestigt war, ein Führungspin oder eine Führungsleiste in geringem Abstand zur Düse angebracht ist. Der Abstand zwischen der Düse und der Oberfläche betrug ca. 0,5 mm (Millimeter).
- Des Weiteren war eine Programmsteuerung und Peripherie vorhanden, für u.a. einen Kuka-Roboter, an dessen Kopf die Düse fixiert war, sowie die Zuleitungen zum Auftrag des Maskierungsmittels SikaMelt-050 mit einer Schichtdicke von ca. 400 µm (Mikrometer) in dem genannten Bereich.

Die Spur ist sauber und kantig gezogen, ohne dass es zu Lufteinschlüssen im Maskierungsmittel kommt. Durch Abkühlung auf dem weiteren Transportweg des an der Aufnahme fixierten und mit der partiellen Maskierung versehenen Rohteils wurde die Maskierschicht gebildet.
Auf dem weiteren Weg zur Lackauftragsvorrichtung durchlief das partiell maskierte Rohteil nach Bildung der Maskierschicht eine Abschottung, um dann abgenommen zu werden. Anschließend wurde es in eine Fixiervorrichtung eingebracht, die geeignet für den Lackauftrag in der programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung ist. So wurde das Rohteil zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung transportiert.
Nach der dem Fachmann bekannter Reinigung mittels power wash und der dem Fachmann bekannter Aktivierung mittels Beflammung mit Methan/Luftgemisch erfolgte mittels Lackroboter der Auftrag des Primers 39112702M der Fa. Akzo Stuttgart um nach Trocknung im einem Konvektionsofen bei 80°C (Grad Celsius) Objekttemperatur für 30 min (Minuten) eine Trockenschichtdicke auf dem zu lackierenden Bauteilabschnitt von ca. 15 µm (Mikrometer) zu erreichen.
Im Anschluss daran erfolgte mittels Lackroboter der Auftrag des Basislackes Daimler Farbton polarweiß der Fa. BASF Coatings Münster, um nach Trocknung in einem Konvektionsofen bei 80°C (Grad Celsius) Objekttemperatur für 15 min (Minuten) eine Trockenschichtdicke auf dem Primer von ca. 35 µm (Mikrometer) zu erzielen.
Im Anschluss daran erfolgte mittels Lackroboter der Auftrag des Klarlackes evergloss der Fa. BASF Coatings Münster, um nach Trocknung in einem Konvektionsofen bei 80°C (Grad Celsius) Objekttemperatur für 45 min (Minuten) eine Trockenschichtdicke auf dem Basislack von ca. 35 µm (Mikrometer) zu erreichen.
Dann erfolgte die Abnahme des zumindest abschnittsweise lackierten Bauteils von der Aufnahme oder Fixiervorrichtung. Nach Qualitätskontrolle der Dreischichtlackierung und Lagerung wurde das Bauteil in die Konfektion versandt. Dort ließ sich die Maskierung rückstandlos abziehen. Dies kann mit Hilfe der Infrarot-FT-Spektroskopie nachgewiesen werden. Anschließend erfolgte die Verschweißung des Bauteils mit der entsprechenden Unterschale. Die Qualitätskontrolle durch Messung der Abzugskräfte ist in Ordnung.
Ausführungsbeispiel 2
(beispielhaft für eine permanente Maskierung - hierbei verbleibt die Maskierschicht auf dem Bauteil)
Beim dem Rohteil handelte es sich um einen Heckspoiler für Mercedes Benz, hergestellt aus ABS/PC Novodur H 801 (Acrylnitril-Butadien-Styrol, ABS - Polycarbonat, PC) des Herstellers Ineos Styrolution.
Nach Reinigung mit üblichen Verfahren wurde das Rohteil in einer dafür geeigneten Aufnahme fixiert. Diese Aufnahme gestattet es, die prozessbedingten Schwankungen der Dimensionen des Rohteils u.a. durch Federsysteme auszugleichen, wobei durch Sauger das Rohteil in die Form hineingezogen ist. Auf dem Bauteil sind zwei Rillen ausgebildet. Das fixierte Rohteil in der Aufnahme wurde am Anfangspunkt einer der beiden Rillen mittels eines handelsüblichen Lasersystems vermessen und so der Bezugspunkt generiert.
Im Anschluß erfolgte der Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils über Rollen zur Auftragsvorrichtung.
Der Auftrag des Maskierungsmittels JOWATHERM 613.75 der Fa. JOWAT, Detmold, mit einer Schichtdicke von ca. 50 µm (Mikrometer) auf den Abschnitt der Oberfläche des Rohteils zwischen den per Spritzguß generierten Rillen erfolgte mit einer programmgesteuerten und personenunabhängigen Auftragsvorrichtung, umfassend

- eine Doppelmembran-Hochdruckpumpe Typ Cobra 4010 von Fa. Wagner zum Pumpen für das Maskierungsmittel JOWATHERM 613.75 der Fa. JOWAT, Detmold, aus einer Schlitzdüse der Fa. Industra, wobei an der Applikationsvorrichtung, an der die Düse befestigt war, ein Führungspin oder eine Führungsleiste in geringem Abstand zur Düse angebracht ist. Der Abstand zwischen der Düse und der Oberfläche betrug ca. 0,5 mm (Millimeter).
- Des Weiteren war eine Programmsteuerung und Peripherie vorhanden, für u.a. einen Kuka-Roboter, an dessen Kopf die Düse fixiert war, sowie die Zuleitungen zum Auftrag des Maskierungsmittels SikaMelt-050 mit einer Schichtdicke von ca. 400 µm (Mikrometer) in dem genannten Bereich.

Die Spur ist sauber und kantig gezogen, ohne dass es zu Lufteinschlüssen im Maskierungsmittel kommt. Durch Abkühlung auf dem weiteren Transportweg des an der Aufnahme fixierten und mit der partiellen Maskierung versehenen Rohteils wurde die Maskierschicht gebildet.
Auf dem weiteren Weg zur Lackauftragsvorrichtung durchlief das partiell maskierte Rohteil nach Bildung der Maskierschicht eine Abschottung, um dann abgenommen zu werden. Anschließend wurde es in eine Fixiervorrichtung eingebracht, die geeignet für den Lackauftrag in der programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung ist. So wurde das Rohteil zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung transportiert.
Nach der dem Fachmann bekannter Reinigung mittels power wash und der dem Fachmann bekannter Aktivierung mittels Beflammung mit Methan/Luftgemisch erfolgte mittels Lackroboter der Auftrag des Primers 39112702M der Fa. Akzo Stuttgart um nach Trocknung im einem Konvektionsofen bei 80°C (Grad Celsius) Objekttemperatur für 30 min (Minuten) eine Trockenschichtdicke auf dem zu lackierenden Bauteilabschnitt von ca. 15 µm (Mikrometer) zu erreichen.
Im Anschluss daran erfolgte mittels Lackroboter der Auftrag des Basislackes Daimler Farbton polarweiß der Fa. BASF Coatings Münster, um nach Trocknung in einem Konvektionsofen bei 80°C (Grad Celsius) Objekttemperatur für 15 min (Minuten) eine Trockenschichtdicke auf dem Primer von ca. 35 µm (Mikrometer) zu erzielen.
Im Anschluss daran erfolgte mittels Lackroboter der Auftrag des Klarlackes evergloss der Fa. BASF Coatings Münster, um nach Trocknung in einem Konvektionsofen bei 80°C (Grad Celsius) Objekttemperatur für 45 min (Minuten) eine Trockenschichtdicke auf dem Basislack von ca. 35 µm (Mikrometer) zu erreichen.
Dann erfolgte die Abnahme des zumindest abschnittsweise lackierten Bauteils von der Aufnahme oder Fixiervorrichtung. Nach Qualitätskontrolle der Dreischichtlackierung und Lagerung wurde das Bauteil in die Konfektion versandt. Dort wurde ohne Abziehen der Maskierung und Anpassung der Verschweißparameter die Verschweißung des Heckspoilers mit der entsprechenden Unterschale durchgeführt. Die Qualitätskontrolle durch Messung der Abzugskräfte ist in Ordnung.
Durch die Lackierung wird das Rohteil nicht nur auf der gewünschten Oberflächenseite mit Lack versehen, sondern auch die Rückseite des Rohteils/Bauteils wird mit sogenanntem overspray in Form von Tröpfchen verunreinigt. Dieser overspray auf der Rückseite des Bauteils verringert die Haftfähigkeit von Klebebändern oder von Verschweißungen in den dem Lackierprozess nachfolgenden Prozessschritten. Daher werden bisher konventionell Klebebänder aufgebracht, um den overspray aufzunehmen. Nachteilig ist, dass diese Klebebänder nur händisch oder unter Kontrolle von Werkern appliziert werden können. Dabei kann es zu Fehlern beim Kleben kommen, was die Verklebungen und Verschweißungen in den dem Lackierprozess nachfolgenden Prozessschritten nachteilig beeinflusst.
Das beschriebene temporäre Maskierverfahren weist diese Nachteile nicht auf.
Der Auftrag und die Aushärtung des Maskierungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung überwinden die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik und vereinfachen somit auch die Verklebungen und Verschweißungen in den dem Lackierprozess nachfolgenden Prozessschritten.
Auf diese Weise können Bauteile in hoher Qualität schnell, reproduzierbar, sicher und kostengünstig produziert werden.
Wenn das Abziehen der Maskierschicht nach dem Lackierprozess und vor den dem Lackierprozess nachfolgenden Prozessschritten vermieden werden soll, ist, wie oben beschrieben, die Formulierung des Maskierungsmittels anzupassen, es ist eine geringere Schichtdicke des Maskierungsmittels im Vergleich zu einer abzuziehenden Maskierschicht aufzutragen und auszuhärten.
Dadurch entfällt vorteilhafterweise der arbeitsintensive Schritt der Demaskierung, wodurch Abfall vermieden wird.
Das Verfahren zur zumindest abschnittsweisen Lackierung eines Bauteils umfasst folgende Verfahrensschritte:

Die Lösung der weiteren Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug anzugeben, erfolgt durch den Gegenstand des Anspruchs 10.
Es wurde erkannt, dass ein Fahrzeug, welches ein Bauteil, wie vorstehend beschrieben umfasst, sich ganz besonders gegen solche des Standes der Technik hinsichtlich Qualität und Optik auszeichnet, gerade was das zumindest abschnittsweise lackierten Bauteil angeht.

Claims

Bauteil, das zumindest abschnittsweise lackiert ist, welches gemäß folgender Verfahrensschritte hergestellt ist: A) Bereitstellen eines Rohteils, dessen Oberfläche zumindest abschnittsweise zu schützen ist, B) Fixierung des Rohteils in einer Aufnahme C) Positionierung des in der Aufnahme fixierten Rohteiles zu einem Bezugspunkt D) Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Auftragsvorrichtung E) Auftrag eines Maskierungsmittels auf einen Abschnitt der Oberfläche des Rohteils mit der programmgesteuerten Auftragsvorrichtung, wobei das Maskierungsmittel eine Polymerzusammensetzung ist, die Polyamid und / oder ein Polyolefin enthält und einen Erweichungspunkt im Bereich von 80 °C bis 155 °C nach der Methode Ring und Kugel, einen Erweichungsbereich von 85 °C bis 120 °C (Kofler Heizbank), und eine Dichte bei 20 °C von 0,87 ± 0,02 g/cm³ aufweist F) Bildung einer Maskierschicht aus dem Maskierungsmittel G) Transport des an der Aufnahme fixierten Rohteils aus der programmgesteuerten Auftragsvorrichtung und Weitertransport des an der Aufnahme fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung oder Abnahme des an der Aufnahme fixierten Rohteils von der Aufnahme und Einbringung des Rohteils in eine Fixiervorrichtung und Transport des fixierten Rohteils zu einer programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung H) Auftrag eines Lackmaterials auf einen Abschnitt der Oberfläche des Rohteils mit der programmgesteuerten Lackauftragsvorrichtung I) Bildung einer Lackschicht aus dem Lackmaterial, wobei das zumindest abschnittsweise lackierte Bauteil gebildet ist J) Abnahme des zumindest abschnittsweise lackierten Bauteils von der Aufnahme oder von der Fixiervorrichtung.
Bauteil nach Anspruch 1, wobei ein Reinigungsprozess zwischen den Verfahrensschritten A und B oder B und C stattfindet und / oder dass ein Reinigungsprozess zwischen den Verfahrensschritten F und G oder G und H stattfindet.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein Aktivierungsprozess zwischen den Verfahrensschritten A und B oder B und C und / oder den Verfahrensschritten F und G oder G und H stattfindet, und dass der Aktivierungsprozess bevorzugt nach einem Reinigungsprozess stattfindet.
Bauteil nach Anspruch 3, wobei der Aktivierungsprozess eine Plasmabehandlung der Oberfläche des Rohteils und / oder eine Coronabehandlung der Oberfläche des Rohteils und / oder eine Flammenbehandlung der Oberfläche des Rohteils und / oder eine Ätzbehandlung der Oberfläche des Rohteils ist.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lackschicht ausgewählt ist aus einem Primer oder einem Basislack oder einem Klarlack oder einem Decklack und / oder deren Kombination.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Lackmaterial auf Lösemittelbasis und / oder auf Wasserbasis und / oder UV-härtend rezeptiert ist.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bildung der Lackschicht aus dem Lackmaterial durch Wärmebeaufschlagung in einem Konvektionsofen und / oder durch Einwirkung von IR-Strahlung und / oder durch Einwirkung von UV-Strahlung erfolgt.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bauteil ein Polymermaterial enthält, das ausgewählt ist aus Polypropylen (PP) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polypropylens, die mit Füllstoffen versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen, oder aus Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polymethylmethacrylats, oder aus Polycarbonat (PC) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polycarbonats, wie z. B. PC/ABS, PC/PET, PC/PBT, die ebenso mit Füllstoff versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen, oder aus Polyethylen (PE) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polyethylens, die ebenso mit Füllstoff versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen, oder aus Polyvinylchlorid (PVC) oder Blends und Mischzusammensetzungen des Polyvinylchlorids, die ebenso mit Füllstoff versehen sind, oder keine Füllstoffe aufweisen.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bauteil ein Automobilanbauteil und insbesondere ein Automobilaußenanbauteil ist, ausgewählt aus einer Stoßfängerverkleidung, einem Schweller, einer Leiste, einem Tankdeckel, einer Dachreling, einer Heckklappe, einem Spoiler, einer Motorhaube, einem Kotflügel, einer Türaußenverkleidung, einem Kühlergitter, einem Frontbauteil für einen Einsatz bei E-Fahrzeugen, einem Dachelement, und wobei die Maskierschicht entfernt ist oder wobei die Maskierschicht nicht entfernt ist.
Fahrzeug mit einem Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9.