Kleine Kunststoffteile mit kratzfester Oberfläche

Hochglänzende Kunststoffkomponenten im Fahrzeug wie beispielsweise die Schaltknaufplakette werden im Laufe eines Fahrzeuglebens millionenfach benutzt und sind einer hohen Dauerbeanspruchung ausgesetzt. Ohne Schutz vor Kratzern können die aus Polycarbonat bestehenden Kleinteile schnell zum unschönen „Blickfang“ werden. Nicht zu unterschätzen ist in diesem Zusammenhang auch notwendige Chemikalienbeständigkeit der Oberfläche.

Gerade in den heißen Sommermonaten können beispielsweise Sonnen- oder Handcremes bei unbeschichteten Kunststoffen sozusagen „einbrennen“ und die Kunststoff-oberfläche angreifen.
Hinter der Veredelung vermeintlich „unscheinbarer“ Bauteile wie zum Beispiel einer solchen Schaltknaufplakette steckt ein komplexes Technologieverfahren. Die Nanogate-Gruppe, Quierschied-Göttelborn, setzt dazu die sogenannte Inkjettechnologie ein, die vom Tochterunternehmen GfO, Schwäbisch Gmünd, konzipiert und zu einem integrierten Serienprozess umgesetzt wurde. Das Ergebnis sind multifunktionale kratzfeste Nglaze-Oberflächen mit besonderem Tiefenglanz, die vor Umwelteinflüssen geschützt sind. Fahrzeuge erfahren damit eine Aufwertung hinsichtlich des Qualitätsstandards und der Haltbarkeit der im Innenraum verbauten Teile.

Integriertes Beschichtungs–verfahren bringt Flexibilität

Das Verfahren eignet sich für flache sowie leicht gekrümmte, transparente und nicht transparente Kleinteile. Das Spektrum reicht von Displays, Schaltern, Anzeigenabdeckungen bis hin zu Bedienelementen, Zierblenden und anderen Verkleidungen. Der vollautomatisierte Prozess ist in der Lage, Großserien zu beschichten und bietet die Flexibilität, unterschiedliche Produkte im „Mixed Mode“ zu kombinieren. Das flexible Steuerungssystem ermöglicht sogar das Beschichten von unterschiedlichen Basismaterialien in unsortierter Reihenfolge wie zum Beispiel Polycarbonat (PC) und Polymethylmethacrylat (PMMA).

Gerade beim thermisch anfälligeren PMMA erweist sich die UV-Härtung der Anlage als zusätzlicher Vorteil hinsichtlich der notwendigen Formstabilität. Eine Anwendung auf andere Kunststoffe wie zum Beispiel PA ist ebenso möglich, wobei Materialien wie ABS-Kunststoffe häufig nicht den Anforderungen der Automobilindustrie entsprechen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren wie Spritz, Flut- oder Tauchlackierung beschichtet die Inkjettechnologie selektiv ohne Maskierung – ähnlich einem Tintenstrahldrucker. Damit entfallen zusätzliche Handhabungskosten und der Lackverbrauch ist reduziert. Zum Einsatz kommt die kratzfeste und chemikalienbeständige Sicralan-Beschichtung.

Beschichten ohne Maskierung

Der Prozess läuft in einer geschlossenen Anlage, bestehend aus abgestuften Reinräumen ab. Um sicher zu stellen, dass die spritzgegossenen Plaketten möglichst frei von Staubpartikeln sind, wird eine automatisierte Vorbehandlung durchgeführt. Diese sorgt dafür, dass sich der Lack zu einem homogenen, gleichmäßigen Film in einer Schichtdicke von etwa 8 bis 9 µm ausbildet. Der Beschichtungsprozess selbst findet in zwei Reinräumen unterschiedlicher Reinraumklassen statt.

Auf einem Fördersystem durchlaufen die Warenträger mehrere Stationen: Im äußeren Reinraum geht die manuelle Bestückung der Objektträger vonstatten, im inneren Reinraum findet der Beschichtungsprozess mit Hilfe der Inkjet-Köpfe statt. Die Präzision des Lackauftrags vermeidet Qualitätseinbußen wie den „Bilderrahmeneffekt“, der beim Sprayen häufig zu Verdickungen am Rand führt. Die effektive Vorbehandlung, die passgenaue Lackdosierung und die Prozesssicherheit führen zu einer niedrigen Ausschussquote und hohen Qualitätsstandards. Nach dem Aufbringen des transparenten Schutzlackes gelangen die Komponenten in eine Ablüftzone. Hier verbinden sich die Einzeltropfen der Beschichtung zur geschlossenen Hochleistungsoberfläche. Am Ende steht die UV-Härtung, bevor die Plakette den inneren Reinraum verlässt. Der Werkstückträger gelangt zur Entnahmestation im äußeren Reinraum. Die Endkontrolle beinhaltet eine detaillierte Sichtprüfung der beschichteten Bauteile.

An seine Grenzen stößt das Verfahren aktuell noch bei der Komplexität der Bauteile: Übliche Anwendungsbeispiele sind leicht gewölbte, konturierte oder bombierte Teile in Größen von beispielsweise 100 x 100 mm, 260 x 20 mm oder die für Displays typischen Abmessungen 120 x 30 mm. Seit mehreren Jahren produziert die automatisierte Anlage Großserien für die Automobilindustrie, Luftfahrt, Medizintechnik, Weiße Ware und Maschinenbau. Sie fordert vor allem die IT: Von der Vorbehandlung über die gemischt ablaufende, vollautomatisierte Produktion bis hin zu der Zuordnung der Rezepturen – die Kombination von IT- und Oberflächen Know-how ist das eigentliche Erfolgsgeheimnis. Und so steht eine kleine Schaltknaufplakette exemplarisch für technologische Präzision „Made in Germany.“

Autor

Liane Stieler-Joachim ist zuständig für Marketing und Kommunikation bei Nanogate, Quierschied-Göttelborn.
liane.stieler-joachim@nanogate.de

Fakuma 2014: Halle/Stand B5-5404