DE69025467T2 - Verfahren zur Herstellung einer lackierten Kraftfahrzeug-Karosserie - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kraftfahrzeugkörpern mit Bauteilen in Form von gezogenen Metallblechen mit Ziermustern. Beim herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Kraftfahrzeugkörpern werden die Teile aus Metallblech in die gewünschte Form tiefgezogenen, und die gezogenen Bestandteile werden dann zusammengebaut. Der so hergestellte Körper wird durch Aufbringen einer Grundbeschichtung und eines deckenden oder ersten überzuges gestrichen, worauf ein weiterer abschließender Farbüberzug aufgebracht wird.
• Aus US-A-3 891 471 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus Metallbiech bekannt, wobei die Metallbleche mit einer Grundierung und einem deckenden Anstrich vorgestrichen werden, bevor sie in die gewünschte Form gezogen werden.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Kraftfahrzeugkörpers, welches mit Hilfe von industrieller Massenfertigung die Herstellung eines Kraftfahrzeugkörpers mit einem charakteristischen Ziermuster erlaubt.
• Dieses Ziel wird mit Hilfe eines in Anspruch 1 und in den dazugehörigen Ansprüchen definierten Verfahrens erreicht.
• Das Tiefziehen von vorgestrichenen Teilen aus Metallblech hat viele Vorteile. Insbesondere ist das Aufbringen eines Schmiermittels auf das Metallblech vor dem Ziehen nicht nötig. Weiters hat das Metallblech, das mit dem polymeren deckenden Überzug vorgestrichen wurde, ein besseres Kriechverhalten während des Ziehvorganges, sodaß die Dicke des Metallbleches reduziert werden kann oder ein Metallblech geringerer Qualität für eine bestimmte Ziehtiefe verwendet werden kann.
• Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Grundbeschichtung in einer Dicke von 5 bis 10 Mikrometern, vorzugsweise 6 bis 7 Mikrometern, aufgebracht; im Falle von verzinktem Metallblech ist die Grundbeschichtung charakteristischerweise Acryl.
• In Hinblick auf den darauffolgenden Ziehvorgang wird der deckende oder erste Farbüberzug in einer Gesamtdicke im Bereich von 50 bis 80 Mikrometern aufgebracht, was im allgemeinen ein zweimaliges oder öfteres aufeinanderfolgendes Auftragen von Farbe erfordert. Die für die deckende Schicht verwendete Farbe ist im allgemeinen ein vernetzbares Polyurethan.
• Um das oben beschriebene Verfahren zum Vorstreichen von Metallblechstreifen, die für die Verwendung in der Kraftfahrzeugindustrie zu Rollen gedreht sind, für die industrielle Verwendung geeignet und wirtschaftlich zu machen, wird die Polyurethanfarbe vorteilhaft mit Hilfe einer Dampfdurchdringungshärtung ("vapour permeation curing") vernetzt.
• Erfindungsgemäß werden die zu Rollen gedrehten Metallblechstreifen zum Streichen vorzugsweise kontinuierlich einem oder mehreren Farbbädern zum Aufbringen einer oder mehrerer deckenden Schichten aus vernetzbarer Polyurethanfarbe zugeführt, und jede deckende Schicht wird vernetzt, indem der aus jedem Farbbad austretende Streifen in eine Umgebung gebracht wird, die mit einem verdampften Amin, vorzugsweise einem tertiären aliphatischen Amin gesättigt ist, welches die Vernetzung der Polyurethanfarbe bei einer Temperatur im wesentlichen zwischen 60 und 80ºC bewirkt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ersichtlich, welche mit Hilfe eines nichteinschränkenden Beispiels die Anordnung einer Anlage zum Vorstreichen von Metallblechen zeigt, die dann Ziehvorgängen unterzogen werden sollen.
• Wie in der Zeichnung gezeigt, wird ein Streifen aus Metallblech L kontinuierlich von einer Abwickeispule 1 zuerst einer Entfettungsstation 2 und dann einer Anstreichstation 3 zum Aufbringen einer Grundbeschichtung zugeführt, welche im allgemeinen ein Acrylharz mit einer Dicke von 5 bis 10 Mikrometern ist. Die Grundbeschichtung, welche auf beide Seiten des Metallblechs aufgebracht wird, wird dann mit Hilfe von herkömmlichen Methoden in einem Ofen 4 getrocken; da die Grundbeschichtung ziemlich dünn ist, sind die Trockenzeiten in diesem Stadium ziemlich kurz.
• Vom Trockenofen wird der Streifen L kontinuierlich zu einer oder zu mehreren Anstreichstationen 5, 6, 7 gebracht, wo eine deckende Schicht aus Polyurethanharz aufgebracht wird. Beim Austritt aus jeder Anstreichstation wird der Polyurethanfarbüberzug in Stationen 8, 9 und 10 mit Hilfe einer Dampfdurchdringungshärtung ("vapour permeation curing"-VPC) vernetzt. Die VPC-Technik ist bekannt und z.B. im U.S. Patent Nr. 4,396,647 beschrieben, wird jedoch nicht für das kontinuierliche Streichen von Metallblech verwendet. Bei dieser Technik enthalten die Polyurethanfarben einen blockierten Katalysator, welcher aktiviert wird, um das Vernetzen des Harzes zu bewirken, nachdem dieses vom Amindampf, vorzugsweise einem tertiären aliphatischen Amin, durchdrungen worden ist. Die in der Zeichnung gezeigten Stationen 8, 9 und 10 umfassen jeweils eine entweder vertikale oder geneigte Vakuumkammer, in der Dampf aus aliphatischem Amin mit der gestrichenen Oberfläche in Berührung gebracht wird, wodurch diese rasch bei ziemlich niederen Temperaturen, im allgemeinen zwischen 60 und 80ºC, getrocknet wird. Die Kammern 8, 9 und 10 stehen unter Unterdruck, um das Entweichen des Amindampfes zu verhindern, und sie können mit Zwischenräumen versehen sein, um das Eindringen von Staub zu verhindern, wodurch die Oberflächen des Metallblechs beschädigt würden.
• Das Anstreichverfahren mit Hilfe von VPC-Vernetzung macht es möglich, mehrere Farbschichten innerhalb einer einzigen Arbeitsposition auf das Blech aufzubringen, was in Hinblick auf die Kosten vorteilhaft ist. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft für das Vorstreichen von Metallblech, welches gezogen wird, da die erforderliche Dicke der deckenden Schicht mehrere Arbeitsgänge für ihr Auftragen erforderlich macht. Die in der VPC-Kammer erforderlichen Zeiträume liegen im Bereich von 10 bis 15 Minuten und sind viel kürzer als die Zeiträume, die für herkömmliches thermisches Vernetzen erforderlich sind. Weiters können bei Verwendung dieses Verfahrens die aufeinanderfolgenden Farbüberzüge aufgebracht werden, ohne zu warten, bis jede einzelne Schicht vollständig trocken ist. Weiters haben die im Verfahren verwendeten Polyurethanfarben eine größere Polymensationsdichte.
• Das aus der Station 10 austretende Metallbiech kann dann einer Station 11 zum Auftragen eines Schmiermittels zugeführt werden. Das Auftragen eines Schmiermittels ist jedoch nicht unbedingt nötig für das darauffolgende Ziehen. Das aus der Station 11 austretende Metallblech kann in einem Ofen 12 einem abschließenden Trockenvorgang unterworfen werden, und wird dann wieder zu Rollen 13 gewickelt.
• Gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugkörpers wird das vorgestrichene Metallblech dann tiefgezogen, um Bauteile mit den gewünschten Formen herzustellen.
• Die gezogenen und vorgestrichenen Bauteile werden dann zusammengebaut. Die vorgestrichenen und gezogenen Bauteile können permanent miteinander oder mit anderen Teilen des Kraftfahrzeugkörpers durch Schweißen und Kleben verbunden sein.
• Das herkömmliche Punktschweißen von vorgestrichenem Metallblech verursacht Probleme, da die Gegenwart des deckenden Polymerfilms, welcher isolierende Eigenschaften hat, das Durchtreten von Strom verhindert. Es ist daher notwendig, zuerst den Überzug von den zu verbindenden Berührungsflächen zu entfernen. Der Überzug kann mechanisch durch Fräsen oder vorteilhaft durch das Einwirken einer konzentrierten Wärmemenge mit Hilfe eines Laserstrahls entfernt werden, wobei die Farbschicht von einer beschränkten Fläche sublimiert wird, die etwas größer ist, als die für das Punktschweißen erforderliche.
• Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden gestrichene Körper mit einem bestimmten, dekorativen Ziermuster hergestellt, welches industriell mit Hilfe von herkömmlichen Montageverfahren nicht aufgebracht werden kann. Zu diesem Zweck werden erf indungsgemäß vorgestrichene Metallbleche verwendet, die ein mit Hilfe einer Transfertechnik auf das Metallblech selbst aufgebrachtes Ziermuster tragen. Ein Ziermuster wird mit Hilfe von Wärme und einer Transfertechnik auf den Metallblechstreifen aufgebracht, der bereits mit einer Grundbeschichtung und mindestens einer ersten deckenden Farbschicht überzogen wurde, wobei ein Transferfolie oder -blatt, wie Z.B. in DE-U-88 07 848 beschrieben, verwendet wird.
• Wenn das Ziermuster aufgebracht ist, wird das Metallblech vorzugsweise mit einer Grundbeschichtung, einer Schicht aus Polyamidfarbe mit einer Dicke von ungefähr 30 bis 50 Mikrometern und einer Schicht aus Polyurethanfarbe mit einer Dicke zwischen 15 und 25 Mikrometern gestrichen. Das Aufbringen des Musters mit Hilfe der Transfertechnik bewirkt keine Zunahme der Beschichtungsdicke; es ist jedoch nötig, eine Schutzschicht aus Polyesterlack mit einer Dicke von ungefähr 5 bis 8 Mikrometern nach dem Zusammenbauen des Körpers aufzubringen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugkörpers umfassend mindestens einen Bauteil in Form eines gezogenen Metallblechs mit einem Ziermuster, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

- Vorstreichen des Metallblechs in Plattenform mit einer Grundbeschichtung und einem deckenden Farbüber zug;

- Aufbringen eines Ziermusters auf dieses vorgestrichene Metallblech mit Hilfe einer Transfertechnik;

- Ziehen des vorgestrichenen Metallblechs mit dem genannten Ziermuster in die gewünschte Form; und

- Zusammenbauen des den genannten Bauteil umfassenden Kraftfahrzeugkörpers.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der deckende Farbüberzug einen ersten Polyamidüberzug und einen Polyurethanfarbüberzug umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyamidüberzug eine Dicke von 30 bis 50 Mikrometer und der Polyurethanfarbüberzug eine Dicke von 15 bis 25 Mikrometer aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundbeschichtung aus einer Acrylgrundierung mit einer Dicke von 5 bis 10 Mikrometern besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethanüberzug aus einem vernetzbaren Polyurethan besteht und auf das in Plattenform vorliegende Netallblech aufgebracht wird, indem das Metallblech in ein oder mehrere Farbbäder gegeben wird und jeder Polyurethanüberzug vernetzt wird, indem das aus dem Farbbad kommende Blech in eine mit verdampftem aliphatischem Amin gesättigte Umgebung gebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Polyurethanüberzug bei einer Temperatur zwischen 60 und 80ºC vernetzt wird.