Serien direkt im Werkzeug lackieren

Die „ColorForm“-Technologie fasst die Arbeitsschritte Spritzen, Lackieren und Aushärten in einem Fertigungsschritt zusammen. Die Herstellung von beschichteten Kunststoffbauteilen ist zudem vollautomatisiert.  Die Anwendung zur Beschichtung von Bauteilen direkt im Werkzeug besteht bei Weidplas den Serieneinsatz. „Dass wir heute mit der ‚ColorForm‘-Technologie schon so weit sind, ist sicherlich auch darauf zurückzuführen, dass wir als KraussMaffei die drei für diesen Prozess entscheidenden Technologien Spritzgießtechnik, Reaktionstechnik und Automation aus einer Hand liefern können. Die Systemkompetenz und die hervorragende Zusammenarbeit der Teams haben nachhaltig zum Erfolg geführt“, so Nicolas Beyl, Geschäftsführer KraussMaffei und Präsident des Segments Reaktionstechnik der KraussMaffei Gruppe.

Eine prozesstechnische Umsetzung von „ColorForm“ ist mit allen bekannten 2K-Spritzguss-Werzeugsystemen, aber besonders effizient mit der Wendeplattentechnik, möglich. Hierbei bedient das Spritzaggregat des Thermoplasten die eine Trenn–ebene des Werkzeugs, während an der zweiten Trennebene der Mischkopf des Lacksystems angeflanscht ist. Zwischen den Materialeingängen befindet sich die Wendeplatte. Anhand der Abbildung des Arbeitszyklus ! Bild 1 wird im folgenden das Verfahren grundlegend beschrieben. Zunächst wird der Kunststoff in die erste Kavität injiziert (1). Diese setzt sich aus der Wendeplattenschale und dem in Richtung der Spritzgießvorrichtung orientierten Deckel zusammen. Nach der Abkühlung des thermoplastischen Grundkörpers (2) entfernt das Gerät den Deckel vollautomatisch. Im Anschluss dreht sich die Wendeplatte um die vertikale Maschinenachse (3). Ein zweiter Deckel, an den die Lackzufuhr gekoppelt ist, bildet mit der Schale der Wendeplatte eine neue Kavität. 2K-Lack aus Polyurea (PUA) oder Polyurethan (PUR) flutet die Aussparung und beschichtet das Bauteil (4). Der Druck bleibt während der Reaktion konstant (5). Ist die Reaktion abgeschlossen, kann das beschichtete Bauteil entnommen (6) und der Weiterverarbeitung zugeführt werden. Parallel dazu entsteht in der ersten Kavität bereits der nächste Thermoplastvorformling.

One-Shot-Verfahren

Innerhalb kurzer Zeit wird in den beschriebenen Schritten mit „ColorForm“ ein Bauteil gefertigt. Dabei kommt das Verfahren in den meisten Fällen ohne Trenn- und Lösemittel aus. Da der Prozess aus wenigen, voneinander abgetrennte Prozessschritten besteht, ist eine geringe Ausschussrate realisierbar. Die Bauteilgüte ist aufgrund des hohen Automatisierungsgrades kongruent hochwertig. Die Lagerung und der Transport zwischen Spritzgießen und Lackieren entfallen, wodurch sich ein raumsparendes Konzept mit einem klaren Logistikplus ergibt. Die Beschichtung kann je nach Anforderung mit Dicken zwischen 0,3 mm – 2 mm realisiert werden, ist gegen UV-Strahlung beständig und weist eine hohe Kratzfestigkeit auf. Dabei bietet das Verfahren eine hohe Designfreiheit. Schutzschichten aus Klarlacken, Metalleffekte, Mattierungen oder auch Mehrfarbenlackierungen sind realisierbar. „Mit der Entwicklung des ‚ColorForm‘-Verfahrens hat KraussMaffei die Herstellung von Bauteilen mit Hochglanzfinish revolutioniert. Umso mehr sind wir stolz, dass unser Kunde Weidplas das Verfahren nun zur Serienanwendung bei einem großen OEM gebracht hat“, erklärt Dr. Hans Ulrich Golz, Geschäftsführer KraussMaffei und Präsident des Segments Spritzgießtechnik der KrausMaffei Gruppe.

„ColorForm“ in Serie

Die Weidplas GmbH, ein weltweit führender Hersteller von Kunststoffkomponenten, setzt die „ColorForm“-Technologie erstmals zur Serienfertigung ein. Mit dem Verfahren wird die A-Säulenverkleidung des SUV Peugeot 3008 im schweizerischen Rüti produziert. Dort ist eine „ColorForm“-Produktionszelle mit Wendeplattentechnologie installiert, die hochglänzend lackierte Oberflächen direkt aus dem Spritzgießwerkzeug liefert. Das installierte System setzt sich, neben der Spritzgießmaschine GXW 650, aus einem 4,5 t schweren Wendeplattenwerkzeug mit vier Kavitäten, einem Mehrfach-Angusssystem sowie der Heißkanaltechnik zusammen. Die Reaktionsanlagentechnik, die speziell für den Polyurea-Lack „Panadur Black“ ausgelegt ist, beinhaltet eine 2K-Dosiermaschine des Typs „Hybrid Flex 0,2-4/4“ mit servo-elektrischen Dosierkolben für die abrasive A-Komponente und dem 2K-Mischkopf „MK5/8ULPK-2KVV“, der an das Spritzgießwerkzeug angeflanscht ist. In die Zelle ist zudem ein Sechs-Achs-Roboter „IR 1500“ von Kuka integriert, der die komplexe Handhabung der Bauteile übernimmt. Pro Zyklus fertigt das vollautomatisierte System je einen Satz mit einer linken und einer rechten A-Säulen-Verkleidung – und das innerhalb einer Minute. Das „ColorForm“-Verfahren liefert dabei Hochglanz aus dem Werkzeug ohne Nachpolieren.

KraussMaffei Technologies GmbH, München, Thomas Elfroth, Tel. +49 89 8899 4836, thomas.elfroth@kraussmaffei.com, www.kraussmaffei.com

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