SANDSTRAHLEN ODER SCHLEIFEN? – DIE RICHTIGE WAHL DER VORBEHANDLUNG
14. April 2021

Strukturlackierung maßgeschneidert statt von der Stange

Mit Prozess-Knowhow Strukturlacke individuell gestalten

Lacke sind der Abschluss und meist das Etikett von Fahrzeugen, Anlagen und Maschinen. Einmal aufgebracht, werten sie auf, verschönern, schützen und optimieren die Oberflächen der Komponenten. Speziell Strukturlacke, zwischenzeitlich im Repertoire fast jedes Lackherstellers, erfüllen besondere Aufgaben. Neben auffallender Optik und Haptik bieten sie oft hohe Widerstandsfähigkeit und kaschieren Unreinheiten der Untergründe. Die Ausprägung einer Lackstruktur kommt jedoch nicht von der Stange, sondern kann mit entsprechendem Knowhow über das Lackierverfahren nahezu unbegrenzt gestaltet werden.

Wer die Wahl hat, hat die Qual. Lacke in sämtlichen Farben und Variationen verschönern und optimieren das Äußere von Komponenten. Anders als bei Automobilkarossen sind die Oberflächen von Metall- oder Kunststoffteilen im Maschinen- und Anlagenbau jedoch häufig nicht perfekt und werden im Arbeitsalltag stark belastet. Bearbeitungsspuren, Fließlinien und Unebenheiten sind an der Tagesordnung und wollen entsprechend kaschiert werden. Aufgebrachte Lacke sollen überdecken, möglichst stoßfest und langlebig sein, die Komponenten schützen und zu guter Letzt auch optisch ansprechen. Mit Hochglanz ist diesen Anforderungen meist nicht zu begegnen. In solchen Fällen sind Strukturlacke gefragt. Doch Lackierverfahren von der Stange bringen auch mit diesen Lackvarianten oft nicht die ersehnte Lösung. Maßgeschneiderte Lackierprozesse entlocken Standardstrukturlacken ungeahnte Möglichkeiten.

Besondere Anforderungen benötigen Struktur

Hochglanz- oder Seidenglanzlacke verlangen nach nahezu perfekter Vorbereitung der Substratoberflächen, da sie bestehende Bearbeitungsspuren oder Fließlinien nur ungenügend überdecken. Für ein optisch ansprechendes Lackbild sind aufwändige Vorarbeiten notwendig, um sämtliche Unebenheiten an den Substraten zu entfernen. Was im Karosseriebau selbstverständlich ist, rechnet sich im Maschinen- und Anlagenbau jedoch nur in den wenigsten Fällen und ist bei Kunststoffspritzteilen oft nicht möglich. Glatte Lackvarianten offenbaren darüber hinaus selbst geringe Verunreinigungen und ihre Verschleiß- und Stoßfestigkeit ist meist nicht ausreichend für einen fordernden industriellen Einsatz. Bei starker Beanspruchung der Lackoberflächen sind schnell Kratzer oder andere Gebrauchsspuren sichtbar. Komponenten- und Anlagenhersteller suchen daher nach tauglichen Strukturlacksystemen, die vorhandene Unebenheiten kaschieren und gleichzeitig hohe Ansprüche an die Optik oder Haptik erfüllen.

Das Spiel von Licht und Schatten

Optisch entsteht Struktur durch ein Spiel von Licht und Schatten. Erhöhungen und Vertiefungen im Lack, hervorgerufen durch eingearbeitete Partikel, reflektieren und streuen das einfallende Licht. Das Auge nimmt diese unterschiedlichen Schattierungen, die wechselnden, dunklen und hellen Bereiche, als Struktur wahr. Je nach Geometrie der Oberfläche eines Objekts verändert sich die Richtung des Lichteinfalls und damit die entstehenden Schatten. Wird derselbe Lack mit derselben Verarbeitungstechnik auf gewölbten und ebenen Komponenten aufgebracht, so nimmt der Betrachter unterschiedliche Muster wahr. Standardstrukturen, vom Lackhersteller über Verarbeitungshinweise vorgegeben, verlieren dadurch teilweise ihren erwünschten Effekt.

Maßgeschneiderte Oberflächen statt Struktur von der Stange

Mit eben dieser Herausforderung sah sich ein Hersteller von Kunststoffkomponenten für den medizinischen Anlagenbau konfrontiert. Die konischen und flachen Kunststoffbauteile der Anlagen sollten durch eine schützende aber auffallende Lackierung zum Blickfang der medizintechnischen Anlagen werden. Lack, Struktur und Farbe waren gemeinsam mit dem Kunden und dem Partner für Industrielackierung schnell definiert. Erste Muster, lackiert nach Herstellerangaben auf den konisch geformten Kunststoffteilen fielen zur allgemeinen Zufriedenheit aus. Die eher grobe Standardstruktur des Lackes entfaltete auf den gewölbten Oberflächen der Bauteile die gewünschte Wirkung.

Einmal freigegeben sollte dieser Lack im Anschluss für alle relevanten Anbauteile der Anlage eingesetzt werden. Doch auf den flachen Kunststoffkomponenten enttäuschte der Struktureffekt. Das raue Erscheinungsbild des Lackes, das sich mit den vorgegebenen Verarbeitungsparametern für die Nasslackierung ergibt, war auf den ebenen Oberflächen der Kunststoffteile eher ungleichmäßig und unschön anzusehen. Um mit dem vorgegebenen Lack die erwünschte Optik dennoch auch auf den flachen Bauteilen zu erzielen, wurden daher das Lackierverfahren und die Verarbeitungsparameter individuell angepasst.

Variation mit Feingefühl und Prozess-Knowhow

Will man die Ausprägung einer Lackstruktur ändern, so gibt es dafür unterschiedliche Ansatzpunkte. Sowohl die Lackierausrüstung und die Konsistenz des Lackes als auch die Verarbeitungsparameter haben einen starken Einfluss auf das finale Erscheinungsbild. Im Rahmen des Projektes wurden also in einer Versuchsreihe die einzelnen Einflussfaktoren variiert und aufeinander abgestimmt, um auf den flachen Kunststoffbauteilen denselben optischen Effekt zu erzielen, wie auf den konischen Elementen.

Allein die Variation des Equipments wirkt sich bereits auf die optische Beschaffenheit einer Lackierung aus. So verändern der Lackierpistolentyp, beispielsweise Fließbecher oder Druckbecher, sowie die Düsenart und Düsengröße in erster Linie die Ausdehnung einer Struktur. Sie beeinflussen unter anderem, auf welche Art und mit welchem Abstand sich die strukturgebenden Partikel des Lackes auf der Oberfläche verteilen und wie stark sich die Erhöhungen und Vertiefungen im Lack ausdehnen. Der zweite Einflussfaktor ist die Konsistenz des Lackes. Über seine Viskosität lässt sich neben der Strukturgröße zusätzlich auch noch deren Höhe beeinflussen. In der Regel ist bei Mehrkomponentenlacken der Anteil des Härters im Mischungsverhältnis festgelegt. Bei der Zugabe aller weiteren Komponenten kann der erfahrene Lackierer jedoch variieren und damit den Lack auf die gewünschte Konsistenz einstellen. Abschließend steuert der Lackierer über die Entfernung zum Objekt und den eingestellten Spritzdruck den Auftrag des Lackes auf die Oberflächen und gibt damit der Lackstruktur eine bestimmte Prägung.

Bauteil und Kundenwunsch geben den Ton an

An welcher und an wie vielen dieser Stellschrauben letztlich gedreht wird, hängt vom Bauteil, dem angestrebten Ergebnis und dem eingesetzten Lacksystem ab. Für die flachen Anbaukomponenten der medizinischen Anlagen wurden sämtliche Parameter in Betracht gezogen, angepasst und der Arbeitsablauf über Muster freigegeben. Obwohl die Nasslackierung in manueller Arbeit erfolgt, ist der Prozess reproduzierbar. Das Mischungsverhältnis der Lackkomponenten, das die Viskosität bestimmt, wird in einem Rezept festgehalten. Neben Equipment und Prozessparameter ist dieses Rezept ebenso im Arbeitsplan erfasst wie die Variationen in der Verarbeitungstechnik. Auf Basis dieser Arbeitsanweisungen sind die erfahrenen Lackiertechniker des Dienstleisters in der Lage auch bei größeren Stückzahlen zuverlässig maßgeschneiderte Oberflächen zu lackieren.