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Kathodische Tauchlackierung

Beschichter meistert auch schwierige Vorgaben für KTL

| Autor/ Redakteur: Christa Weil / Stéphane Itasse

Der Auftrag klingt einfach: eine hochwertige Oberflächenbeschichtung für Fahrzeugquerträger. Welche Herausforderungen sich dahinter verbergen können und wie wichtig dabei die Kommunikation ist, zeigt ein Praxisbeispiel.

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Mittels kathodischer Tauchlackierung (KTL) lassen sich hochwertige Beschichtungsergebnisse erzielen.
Mittels kathodischer Tauchlackierung (KTL) lassen sich hochwertige Beschichtungsergebnisse erzielen.
( Bild: Ebbinghaus Styria Coating )

Die Voestalpine Krems GmbH ist Spezialist in der Weiterverarbeitung von Rohren und Profilen aus Stahl mit Fokus auf Mobilität, Energie, Bauindustrie, Maschinenbau und Handel. Für einen Auftrag aus dem Automotive-Bereich suchte das Unternehmen einen Partner für die KTL-Beschichtung der in unterschiedlichen Größen gefertigten Querträger für den Anfahrschutz. Der externe Beschichtungsprozess sollte sich nahtlos in den Fertigungsablauf von Voestalpine einfügen. Hierzu gehören zum Beispiel auch der Datenaustausch zwischen Kunde und Dienstleister, die Logistik sowie ein Angebot an zusätzlichen Fertigungsprozessen.

Die zum Ebbinghaus-Verbund gehörende Ebbinghaus Styria Coating GmbH ist nicht nur Spezialist für die Beschichtung von Metalloberflächen, sondern bietet auch dieses Paket an. Am Standort in Graz (Österreich) werden sowohl die KTL-Beschichtung, die Pulver- und Nasslackierung als auch die PVC-Beschichtung sowie Teilereinigung offeriert.

Hohlprofile auch innen beschichten

Ein Automobilhersteller hatte als Konstruktion für den neuen Anfahrschutz ein Vierkantrohr mit aufgeschweißten örtlichen Verstärkungen vorgesehen. Mit der Entwicklung eines Doppelkammerprofils mit zwei Laserschweißnähten und integrierten Einstanzmuttern, die zur Befestigung des Anfahrschutzes am Fahrzeug dienen, konnte der Zulieferer Gewicht und Stückkosten reduzieren. Für die Beschichtung und die weitere Bearbeitung gab es einige Anforderungen und Vorgaben. So sollten die Querträger-Doppelkammerprofile außen und innen durchgehend beschichtet werden. Außen an den Profilen sollten keine Kontaktstellen sichtbar sein; und die Gewindegängigkeit der bereits eingebrachten Stanzmutter musste gewährleistet sein. Die Profile in zwei Größen und drei verschiedenen Längen mussten sortenrein beschichtet und die beschichteten Bauteile verpackt werden. Danach war die Direktauslieferung an den Automobilhersteller vorgesehen.

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Mit den ersten Prototypen wurden verschiedene Möglichkeiten für die Aufnahme der Hohlprofile sowie eine geeignete Verpackung von Ebbinghaus getestet. Auch das Handling der circa 23 kg schweren und bis zu 2300 mm langen Profile durch die Mitarbeiter musste entsprechend ergonomischen Vorgaben gestaltet werden.

Aufhängung ist qualitätsentscheidend

Damit bei der KTL keine Flüssigkeiten über die Bäder hinweg verschleppt werden, muss das Bauteil im Warenträger so aufgehängt werden, dass das gewünschte Auslaufverhalten sichergestellt wird (Bild 2). Bolzen, die rechts und links in den Profilhohlraum hineinragen, erwiesen sich als eine sichere Aufhängung im KTL-Prozess. Diese wurden im Warenträger so angeordnet, dass die Profile mit der Öffnung schräg in die Flüssigkeit eintauchen. Damit wurde einerseits der Auftrieb der Bauteile verhindert und andererseits das schnelle und vollständige Ablaufen der Flüssigkeit nach dem Tauchen gewährleistet. Um die KTL-Anlage zu schützen, wurden in Richtung dieser Profilöffnung seitlich an den Tauchbecken zusätzliche Ablaufbleche montiert. Die Bolzen für die Aufhängung der Teile wurden so gestaltet, dass beim Tauchen des Profils an dieser Stelle keine Luftblasen entstehen können und die Beschichtung auch hier gleichmäßig ist. Die Kontaktflächen im Profilinneren durch die Aufhängung werden in der Serienfertigung mit einem Lackspray abgedeckt.

Eine weitere Herausforderung war die Vorgabe einer durchgehenden Beschichtung innen. Dies ist bei der vorgegebenen Profillänge und der physikalischen Gesetzmäßigkeit des faradayschen Käfigs nicht möglich. Der Grad der Innenbeschichtung kann in diesem Fall nur durch eine Erhöhung der Schichtdicke verbessert werden:

Innenbeschichtung im ProfilNormalschichtSonderschichtDickschicht
0-15 cm19-15 µm24-20 µm33-22 µm
16-30 cm15-10 µm20-15 µm22-19 µm
30-54 cm10-6 µm15-9 µm19-12 µm
55-81 cm0 µm9-0 µm12-9 µm
82-90 cm 0 µm9-0 µm
ab 90 cm  0 µm
Quelle: Autor

Eine höhere Schichtdicke hat aber auch zur Folge, dass die gewünschte Gewindegängigkeit leidet. Letztendlich konnte Voestalpine mit seinem Kunden einen Kompromiss finden, wie weit die Beschichtung mit welcher Schichtdicke ins Innere des Profils hineinreichen soll. Eine eventuell schlechtere Gewindegängigkeit der Stanzmuttern wurde in der Serienfertigung durch eine Maskierung der Gewinde vor der KTL-Beschichtung ausgeschlossen.

Ausschlaggebend für den Erfolg dieses Projekts war die direkte Kommunikation der jeweiligen Fachbereiche bei Voestalpine und Ebbinghaus sowie die frühzeitige und lösungsorientierte Diskussion. Nach dem Serienstart wurde das geplante tägliche Fertigungsvolumen innerhalb weniger Tage erreicht. Eine regelmäßige Kommunikation ist auch danach ein wichtiges Instrument, um Änderungen im laufenden Prozess einplanen und realisieren zu können.

* Christa Weil ist freie Fachjournalistin in 65468 Trebur

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