Kondenswasser ist ganz schlecht

Der Systemanbieter GfO Gesellschaft für Oberflächentechnik AG ist ein Spezialist für die hochwertige Veredelung von Oberflächen im Bereich der Kratzfestbeschichtung und PVD-Metallisierung. Das Unternehmen hat sich auf die technische und optische Veredelung von Oberflächen spezialisiert und beschichtet Kunststoff-Formteile mit Metallen, Oxiden und transparenten Lacken. Rund 75 % der Kunden kommen aus der Automobilindustrie. Nahezu alle renommierten Zulieferer nutzen die Möglichkeiten der von GfO entwickelten Beschichtungsverfahren Elamet und Sicralan. Während Elamet bei Kunststoffen für eine leitfähige Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen sorgt, machen transparente Schutzschichten aus Sicralan Kunststoff-Oberflächen besonders kratzfest und beständig gegen Umwelteinflüsse und Chemikalien. Darüber hinaus können bestimmte Sicralan-Oberflächen Tropfenbildung von Kondenswasser verhindern und reflexmindernd wirken.

„Mit unseren Oberflächentechniken unterstützen wir den Trend im Fahrzeugbau hin zum verstärkten Einsatz von Kunststoffen“, so Gerd Leichner, Sprecher des Vorstands der GfO AG. „Mit Sicralan machen wir Kunststoffe fit für den harten Einsatz im Innen- und Außenbereich von Fahrzeugen.“ So erhalten Scheinwerfer, Blink- und Heckleuchten, Seitenscheiben, Dachmodule, Karosserieblenden, Displayabdeckungen und Funkschlüssel mit Sicralan die passende Funktionsschicht für praktisch jede Anforderung. Hersteller und Zulieferer sind interessiert an den vielfältigen Möglichkeiten der Oberflächentechnik. Die Entwicklung ist rasant. So werden die Einsatzmöglichkeiten von Kunststoffen fast täglich erweitert. Gewichtseinsparung, gesteigerte Wirtschaftlichkeit, erhöhte Unfallsicherheit und neue Freiheiten im Design sind die Gründe für den steigenden Anteil an Kunststoffteilen im Fahrzeugbau.

GfO beherrscht nicht nur die Beschichtungstechnik, sondern auch die zugehörige Umsetzung. Dies zeigt sich in einer Anlage, mit der transparente Antifogschichten auf Frontscheinwerfer-Abdeckungen aus Kunststoff aufgebracht werden. Die Sicralan-AF-Beschichtung wird je nach Bauteil in Schichtdicken von 2 bis 6 µm aufgetragen. Die Schutzschicht verhindert die Tropfenbildung von Kondenswasser an der Innenfläche der Vorsatzscheiben. Kein renommierter Hersteller könne nach Ansicht der GfO heute auf diese Technik verzichten.

Wegen der extrem dünnen Schichten und den hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität findet die Beschichtung unter Reinraumbedingungen statt. Bei der Zuluft muss die Reinraumklasse 100 beziehungsweise ISO 5 eingehalten werden. In der Beschichtungsanlage von GfO sind zwei Lackierroboter des Herstellers Stäubli im Einsatz. Zwei Modelle des Typs RX 160 Paint arbeiten dabei auf engstem Raum zusammen. Die Scheinwerfer-Vorsatzscheiben fahren im ersten Schritt über ein Transfersystem in die Anlage ein. Bereits in der Auslegung der Werkstückträger für die Abdeckungen steckt viel Know-how, denn die Innenseiten der Kunststoffteile müssen komplett beschichtet werden. Deshalb darf hier kein Halteelement einen störenden Einfluss haben. An einer definierten Position übernimmt einer der beiden Lackierroboter das Bauteil samt Aufnahmevorrichtung vom Transfersystem und fährt damit eine Reinigungsstation an. Der zweite Roboter, der den Lackierprozess übernimmt, holt die gereinigte Vorsatzscheibe an der Reinigungsstation ab und führt sie auf einer definierten Bahn vor einen Lackstrahl. Das Flutverfahren hat den Vorteil, dass es nicht zu einem so genannten Overspray kommt. Der teure Lack lässt sich verlustfrei in einem Kreislauf führen.

Das Schwenken der Vorsatzscheibe führt das Stäubli-Modell nach einem ausgeklügelten Bewegungsmuster durch. „Der Roboter arbeitet mit hoher Präzision“, versichert Gerd Leichner. „Das führt zu einem optimalen Beschichtungsergebnis bei Schichtdicken von maximal sechs Mikrometer. Wir beherrschen den Beschichtungsprozess nicht zuletzt wegen der hohen Performance der Roboter.“ Die abschließende Qualitätssicherung sei laut Leichner lediglich eine „rein visuelle Kontrolle“. Nach der Beschichtung setzt der Lackierroboter das Teil in einer Parkposition ab. Hier steht die Vortrocknung auf dem Programm. Nach einer definierten Verweilzeit holt der Handlingroboter die Vorsatzscheibe an dieser Station ab und übergibt sie dem Transfersystem zum Ausschleusen aus der Anlage. Anschließend wird die Lackschicht auf den Vorsatzscheiben in einem Ofen ausgehärtet.

Die Aufgaben für die beiden Roboter sind klar definiert. Nur eines der beiden Modelle arbeitet in der Beschichtung und bewegt die Scheiben entlang des Lackstrahls. Der zweite Sechsachser übernimmt ausschließlich das Handling in der Anlage. GfO setzt hierfür einen baugleichen Lackierroboter ein. So wird das gesamte System flexibler, denn im Notfall kann jeder Roboter jede Aufgabe innerhalb der Zelle übernehmen. Die Zelle verarbeitet die rund 30 verschiedenen Varianten ohne Umrüstmaßnahmen. Bemerkenswert ist auch der geringe Platzbedarf der Anlage.

Die Stäubli-Roboter besitzen eine gekapselte Bauweise und sind daher für den Einsatz im Reinraum gut geeignet. Zudem sind die Sechsachser kompakt ausgelegt und verfügen trotzdem über genügend Reichweite und Tragfähigkeit. „Nur so konnten wir das komplette Handling, die Vorreinigung und die Beschichtung auf engstem Raum realisieren“, versichert Leichner. Das ist nach Ansicht des GfO-Managers ein entscheidender Vorteil, denn es stand nur ein begrenztes Platzangebot zur Verfügung. Zudem sollten die Wege aus Taktzeitgründen so kurz wie möglich gehalten werden. Die Taktzeiten liegen je nach Bauteil zwischen 20 und 40 s.

Aufgrund der hohen Nachfrage nach Antifog-Beschichtungen und der guten Auftragslage im Automobilbereich läuft die Anlage derzeit in drei Schichten. Die beiden Roboter haben den Dauereinsatz bislang gut verkraftet, Ausfälle gab es keine. „Mit den Maschinen und dem Support von Stäubli haben wir gute Erfahrungen gemacht“, so Gerd Leichner. „Deshalb werden wir bei künftigen Anwendungen bevorzugt Roboter aus Bayreuth einsetzen.“

Ralf Högel, Fachjournalist in Stadtbergen