Autolackierung künftig ohne Orangenhaut?

Eine unregelmäßige Lackierung ist bei Neuwagen ein Ärgernis. Die sogenannte „Orangenhaut“ ist die Folge einer Vielzahl variabler Einflussgrößen bei den zu lackierenden Oberflächen. Dies soll künftig der Vergangenheit angehören. Stuttgarter Wissenschaftler haben ein Berechnungsmodell erarbeitet, das in eine entsprechende Software umgesetzt, Lackierprozesse optimieren wird. Die Ursachen für eine ungleichmäßige Struktur eines Lackfilms sind komplex. So weisen beispielsweise verschiedene Materialien wie Kunststoffe, Leichtmetalle und verzinkte Bleche, die zur Karosserie eines modernen Fahrzeugs verarbeitet werden, auch unterschiedliche Oberflächen auf. Was sich unter anderem in einem unterschiedlichen Verhalten beim Anhaften des Lacks niederschlägt.

Physikalische Größen wie die Schwerkraft wirken sich beim Lackieren auf senkrechte Flächen anders aus als auf waagerechte. Auch die Temperatur beim Trockenprozess ist bei unterschiedlichen Materialien eine variable physikalische Größe. Dazu kommen chemische Faktoren wie Aufbau und Zusammensetzung des Lacks und seine Viskosität, das heißt, die Fließfähigkeit. Und nicht zuletzt spielt die Mechanik beim Zerstäuben des Lacks vor dem Auftrag eine Rolle. Alle diese Größen und Parameter wirken sich auf die Qualität der Lackfilmstruktur aus.

Das neuartige Berechnungsmodell, mit dem sich die Entstehung dieser Lackfilmstrukturen am Computer simulieren und steuern lässt, haben Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) gemeinsam mit der Graduate School of Excellence advanced Manufacturing (GSaME) der Universität Stuttgart entwickelt. Dieses Berechnungsmodell vertieft nachhaltig das Prozessverständnis eines Lackiervorgangs. Denn die Problematik unregelmäßiger Lackfilme ist nicht nur bei Automobilherstellern bekannt.

In einem nächsten Schritt können die Stuttgarter Wissenschaftler aus dem Berechnungsmodell ein Softwaretool entwickeln, mit dem sich die Steuerung der Lackierprozesse künftig so modifizieren und verfeinern lassen, dass Lackfilme eine gleichmäßige Struktur erhalten. Der Zeitpunkt, an dem zumindest die Orangenhaut bei Autos der Vergangenheit angehört, lässt sich derzeit noch nicht ganz genau festlegen. Dr. Matthias Schmidt vom Stuttgarter Frauenhoferinstitut: „Mit der Erstellung des Berechnungsmodells sind rund drei Viertel der Arbeit auf dem Weg zur Umsetzung für konkrete Anwendungen geleistet.“