09.05.2012

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Automobile mit attraktiver Lackoberfläche

Ansprechende Appearance von lackierten Produkten durch computergesteuertes Design der Lackfilmstrukturen

Wissenschaftler vom Fraunhofer IPA und der Graduate School of Excellence advanced Manufacturing Engineering (GSaME) der Universität Stuttgart haben ein neuartiges Berechnungsmodell entwickelt, mit dem sie die Entstehung von Lackfilmstrukturen am Computer simulieren und steuern können.
Die Oberflächenwelligkeit einer Lackierung bestimmt entscheidend die optische Qualität (»appearance«) des beschichteten Produkts. So ist zum Beispiel eine mehr oder weniger stark ausgeprägte »Orangenhautstruktur« ein dominierender Faktor für das Erscheinungsbild von Automobillackierungen. Hauptursachen für die Entstehung der Lackfilmstrukturen sind die Überlagerung der Lack tröpfchen auf dem Substrat während des Spritzlackierprozesses sowie die Abbildung von Teilen der Untergrundstruktur, z. B. Blechrauigkeit, auf die Oberfläche der Lackierung.

Bei Produkten, die aus mehreren Substratwerkstoffen mit unterschiedlicher Oberflächengrundstruktur bestehen, ist es eine besondere Herausforderung, ein einheitliches optisches Erscheinungsbild zu erzielen. Zu nennen sind hier beispielsweise Leichtbau-Multimaterialsysteme im Fahrzeug- und Flugzeugbau, die aufgrund ihrer Funktions-und Kostenvorteile stark an Bedeutung gewinnen. Allerdings zeigen gerade solche Produkte aufgrund ihres nach der Lackierung oft zu beobachtenden uneinheitlichen optischen Erscheinungsbildes einen großen Verbesserungsbedarf.

Mit dem entwickelten Berechnungsmodell kann künftig eine hochwertige und definiert gleichmäßige Qualität lackierter Produkte erzielt werden, indem die mannigfaltigen Prozesseinflüsse wie Spritzprozess, Umgebungsbedingungen, Materialeigenschaften mit Kalkül genutzt werden.

Auf der 76. Fachgruppentagung Lackchemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) im September 2011
in Münster wurde der von Matthias Schneider (Fraunhofer IPA) und Christian Hager (IPA sowie GSaME, Universität Stuttgart) eingereichte Beitrag über die Lackstruktur-Modellierung mit dem Preis für den besten Tagungsvortrag ausgezeichnet.

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