Entwicklung einer industriellen Lackieranlage mit integrierter Regelung des Applikationsprozesses (EiLa)

Problemstellung:
Das Lackieren ist nach wie vor einer der aufwändigsten Arbeitsgänge in der Automobilproduktion. Trotz der fast vollständig automatisierten Lackierstraßen, liegt die Quote defektfrei lackierter Karossen nur bei etwa 90 v.H. Ein großer Anteil der Oberflächenfehler stammt aus dem Lackapplikationsprozess, bei dem feinste Lacktröpfchen mittels Zerstäuber versprüht werden und auf dem Substrat eine geschlossene Lackschicht bilden. Dieser Sprühprozess kann bis heute nicht in Echtzeit kontrolliert werden. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Qualität des Produkts. Bisher werden die Qualitätssicherungs-Prozesse im Wesentlichen nach der Produktion durchgeführt, Prozessfehler werden somit erst lange nach dem Entstehen entdeckt. Daraus resultieren Umweltbelastungen durch Ausschuss fehlerhafter Teile und ein beträchtlicher wirtschaftlicher Schaden.

Ziel:
Im KMU-innovativ-Projekt EiLa wird eine industrielle Lackieranlage entwickelt, mit der erstmalig eine automatisierte Messung der relevanten Sprüh-Parameter des Lackapplikationsprozesses in Echtzeit bei der Automobilherstellung ermöglicht wird. Die Sprüh-Parameter, vor allem Tropfengröße und -geschwindigkeit, haben einen entscheidenden Einfluss auf das Lackierergebnis. Auf der Grundlage der Sprühparameter-Messung kann die Qualität des Lackierprozesses bewertet und durch entsprechende Regelung seine Reproduzierbarkeit deutlich erhöht werden.

Vorgehensweise:
Die Innovation beruht auf dem Gedanken, durch die kontinuierliche Messung und anschließende Regelung der relevanten Einstellungen in Lackieranlagen den Sprühprozess gezielt zu beeinflussen und dadurch die Qualität des Verfahrens zu erhöhen. Die Herausforderung liegt darin, die Komponenten des Lacksystems derart auszulegen, dass es erstmalig in Bereichen mit Explosionsschutz eingesetzt werden kann und bei der zugeschalteten Hochspannung zuverlässig arbeitet. Dazu wird eine neuartige Konzeption der Messtechnik mit einem hochspannungsfesten Sensorkopf entwickelt und in Versuchen überprüft. Durch Integration der neuen Messtechnik in einer Lackieranlage soll die Funktion des Gesamtsystems unter betriebsnahen Bedingungen nachgewiesen werden.

Anwendungspotential und erwartete Ergebnise:
Die Technologie eröffnet neue Möglichkeiten bei der Optimierung und Standardisierung der industriellen Lackierprozesse durch Reduzierung von fehlerhaft lackierten Karosserien und der Stillstandzeiten. Zukünftig soll die innovative Messtechnik in roboterbasierte Lackierstraßen der Automobilhersteller integriert werden. Dazu wird das neue System erstmalig die Auf-lagen der europäischen Explosionsschutz-Richtlinie ATEX erfüllen.

• AOM-Systems GmbH