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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lackieren von Werkstücken und
eine Vorrichtung zur Durchführung
eines derartigen Verfahrens.
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Bei
dem Verfahren wird das Werkstück
zunächst
elektrotauchlackiert. Elektrotauchlackieren ist ein Beschichtungsverfahren,
welches elektrochemische Vorgänge
nutzt. Der Prozeß arbeitete
nach dem Prinzip der „gegenseitigen
Anziehungskraft, also nach dem Prinzip, wonach sich gegenseitige
elektrische Ladungen anziehen und gleichseitige Ladungen abstoßen. Das
grundsätzliche
der Elektrotauchlackierung besteht darin, daß sich Materialien mit unterschiedlicher
elektrischer Ladung anziehen. Beim Elektrotauchlackieren liegt eine
Gleichspannung an einem Werkstück
an, welches in ein Lackbad mit gegensätzlich geladenen Lackpartikeln
getaucht wird. Die Lackpartikel werden vom Werkstück angezogen und
dadurch auf ihm aufgetragen. Sie bilden dort einen gleichmäßigen Film über die
gesamte Oberfläche
des Werkstücks.
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Auf
diese Weise kann das Werkstück
einschließlich
aller Spalten und Ecken beschichtet werden, bis die Beschichtung
eine Schichtdicke von 25 μm ± 5 μm erreicht
hat. Bei dieser Lackdicke wirkt der entstandene Film dann isolierend
auf dem Werkstück.
Die elektrische Anziehung wird unterbrochen, und die Beschichtung
ist beendet.
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Je
nach Polarität
der Spannung unterscheidet man zwischen kathodischer und anodischer
Elektrotauchbeschichtung. Das Verfahren wird üblicherweise in Anlagen durchgeführt, bei
denen nacheinander folgende Bereiche durchlaufen werden:
- – Vorbehandlung
- – Elektrotauchbad
mit begleitender Ausrüstung
- – Spülung (Nachspülung, Abspülung)
- - Einbrennofen
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Die
Werkstücke
werden, um sie für
die nachfolgende Beschichtung vorzubereiten, in der Vorbehandlung
zunächst
gereinigt und mittels Phosphatierung oder Chromatierung vorbehandelt.
Danach werden sie im Elektrotauchbad in das Lackbad getaucht, wo
eine Spannung zwischen den Werkstücken und der Gegenelektrode
angelegt wird. Die Farbpartikel werden durch sich ausbildende elektrische
Feldlinien vom Werkstück
angezogen und dort abgeschieden.
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Nach
dem Ausfahren der Werkstücke
werden diese, um anhaftende nicht abgeschiedene Farbpartikel zurückzugewinnen,
in der Nachspülung abgespült. Die
Aushärtung
erfolgt dann im Einbrennofen.
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Durch
die beschriebenen Prozesse der Elektrotauchlackierung ist es bis
jetzt nicht möglich, Schichtstärken über 20 bis
25 μm zu
erzielen. Bei Metallic-Tauchlackierungen
sind nur Schichtstärken von
15 bis 17 μm
erzielbar. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch
eine Sedimentation von Lackpartikeln, die trotz der ständigen Lackumwälzungen stattfindet,
der sogenannte Oben- und-Unten-Effekt entsteht,
der dazu führt,
daß die
nach oben gewandten Flächen,
Rippenvorsprünge
etc. eines Werkstückes
heller werden, während
die nach unten gewandten Flächen
eine dunklere Färbung
erhalten. Schließlich
kann auch noch der Nachteil von zu geringen Schichtstärken bei
rauhen (gestrahlten) Teilen an den Spitzen entstehen.
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Eine
Möglichkeit,
größere Schichtstärken zu erreichen,
besteht darin, auf dem Werkstück
zunächst
eine Leitgrundierung aufzubringen und anschließend eine weitere Elektrotauchlackierung durchzuführen. Es
wird also ein Zweischicht-Elektrotauchlackierungs-System
angewandt. Dies bedingt allerdings, daß die als Elektrotauchlackierung aufgebrachte
Leitgrundierung zunächst
im Einbrennofen vollständig
eingebrannt werden muß.
Erst danach kann in einem zweiten Durchgang die zweite Elektrotauchlackierung
aufgebracht werden. Anschließend
ist ein nochmaliges Einbrennen dieser zweiten Beschichtung erforderlich.
Durch diesen zweifachen Beschichtungsprozeß kann die Schichtstärke um 15
bis 20 μm
erhöht
werden. Das Verfahren ist allerdings sehr aufwendig. Ein weiterer
Nachteil besteht darin, daß man
pro Farbton ein Elektrotauchbad mit begleitender Ausrüstung benötigt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren der eingangs angegeben
Art und eine verbesserte Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
vorzuschlagen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe bei einem Verfahren zum Lackieren von Werkstücken durch
die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Das Werkstück
wird elektrotauchlackiert. Danach wird das Werkstück lackiert.
Diese Lackierung erfolgt, ohne daß die vorher durch Elektrotauchlackieren
hergestellte Beschichtung eingebrannt wird. Der Elektrotauchlack
wird also nicht eingebrannt; auf den Elektrotauchlack wird vielmehr
ohne vorheriges Einbrennen eine zweite Lackschicht aufgebracht.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Vorzugsweise
wird das Werkstück
nach dem Elektrotauchlackieren gespült. Nach dem Spülvorgang
wird die zweite Lackschicht aufgebracht.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird das Werkstück nach
dem Spülen
abgeblasen. Danach wird die zweite Lackschicht aufgebracht.
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Vorteilhaft
ist es, wenn das Werkstück
nach dem Lackieren gebrannt wird. Durch die hintereinander aufgebrachten
zwei Schichten entsteht nach dem Einbrennvorgang eine Schicht, welche
unzertrennlich verbunden ist.
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Mit
dem neuen Verfahren ist es möglich,
insbesondere bei Werkstücken
aus Aluminium oder Stahl oder Magnesium einen um ein vielfaches
höheren
Korrosionsschutz als bisher im Einschicht-Elektrotauchlack zu erzielen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Lackieren von Werkstücken,
insbesondere zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
umfaßt ein
Elektrotauchbad und eine Beschichtungskabine.
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Vorzugsweise
ist ferner eine Spüleinrichtung vorhanden.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung ist gekennzeichnet durch eine
Abblaseinrichtung.
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Vorzugsweise
ist ferner ein Einbrennofen vorhanden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen
erläutert.
In der Zeichnung zeigt die
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einzige
Figur ein vereinfachtes Prozeßbild einer
Vorrichtung zum Lackieren von Werkstücken.
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Die
Vorrichtung umfaßt
einen Elektrotauchlackierungs-Tank (ETL-Tank) 1, an den
sich eine erste Spüleinrichtung 2 und
eine zweite Spüleinrichtung 3 anschließen. Die
Vorrichtung umfaßt
ferner eine Beschichtungskabine 4 und einen Einbrennofen 5.
Die zu lackierenden Werkstücke 6 durchlaufen
diese Bereiche in der angegebenen Reihenfolge.
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Der
Lack wird dem Elektrotauchlackierungs-Tank 1 durch eine
Zuleitung 7 in dessen Bodenbereich zugeführt. Dies
erfolgt durch eine Lackpumpe 8, die den Lack aus einer
Rinne 9, die im Randbereich des ETL-Tanks 1 liegt,
absaugt. Die Lackpumpe 8 pumpt den Lack zu einem Filter 10 und daran
anschließend
zu einer Ultrafiltration 11. Das Filtrat der Ultrafiltration 11 wird über eine
Leitung 12 der zweiten Spüleinrichtung 2 zugeführt. Der
Lack wird aus der Ultrafiltration 11 einem Wärmetauscher 13 zugeleitet
und von dort über
die Zuleitung 7 dem ETL-Tank 1.
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Die
Elektrode 14 des ETL-Tanks 1 ist mit einem Gleichrichter 15 verbunden,
der ferner mit der Fördereinrichtung 16 der
Werkstücke 6 verbunden ist.
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Bei
der Durchführung
des Verfahrens werden die Werkstücke 6 in
das Elektrotauchbad des Elektrotauchlackierungs-Tanks 1 eingetaucht
und dort elektrotauchlackiert. Danach werden die Werkstücke 6 in
der ersten Spüleinrichtung 2 gespült und anschließend in
der zweiten Spüleinrichtung 3 noch einmal
gespült.
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Die
Werkstücke 6 gelangen
danach in eine Gebläsezone
mit einer Abblaseinrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt),
in der anhaftendes Spülwasser
von den Werkstücken
abgeblasen wird. Sie werden anschließend der Beschichtungskabine 4 zugeführt.
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In
der Beschichtungskabine 4 werden die Werkstücke 6 lackiert.
Dies geschieht von Hand oder automatisch oder mittels Roboter. Die
Aufbringung dieser zweiten Lackschicht erfolgt nach dem letzten Spülvorgang
in der zweiten Spüleinrichtung 3 und nach
dem Abblasvorgang, ohne daß der
im ETL-Tank 1 durch Elektrotauchlackierung aufgebrachte
Lack vorher eingebrannt wird. Beim Lackieren in der Beschichtungskabine 4 können die
gleichen oder andere Elektrotauchlacke aufgetragen werden. Ferner können Lacke
auf Wasserbasis oder auf Lösungsmittelbasis
aufgetragen werden. Es können
Lacke mit demselben oder einem anderen Farbton oder Glanzgrad aufgetragen
werden. Es ist möglich,
Pulverlacke mit geeigneten Härtersystemen
in beliebiger Schichtstärke
aufzutragen.
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Nach
der Beschichtungskabine 4 werden die Werkstücke 6 dem
Einbrennofen 5 zugeführt.
Durch die unmittelbar hintereinander aufgebrachten zwei Schichten
entsteht nach dem Einbrennvorgang im Einbrennofen 5 eine
Schicht, welche unzertrennlich verbunden ist. Dadurch ist es möglich, wesentlich
höhere
Schichtstärken
in einem Arbeitsgang zu erzielen. Farb-, Glanzgrad- und Schichtstärkenänderungen
sind ohne zusätzliche
Elektrotauchbäder
möglich.
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Das
neue Verfahren erlaubt es, ohne zusätzliche Zwei-Schicht-Beschichtungen
in zusätzlichen Elektrotauchbädern mit
nachfolgenden Einbrennvorgängen
und ohne Pulverbeschichtungen mit wiederholten Einbrennvorgängen sowie
ohne eventuelle Zwischenhaftungsprobleme Lackierungen in der gewünschten
Schichtstärke
und im gewünschten
Farbton ohne großen
maschinellen Aufwand kostengünstig
herzustellen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann in den Prozeßablauf
einer vorhandenen Elektrotauchlackierungs-Anlage integriert werden.
Es kann allerdings auch außerhalb
einer automatisierten Anlage angewandt werden.
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Nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren können Logos,
Embleme etc. auf Werkstücke
appliziert werden und anschließend
mit farblosem oder lasierendem Lack überzogen und anschließend eingebrannt
werden, wobei eine einzige Schicht gebildet wird.