Kunststoff lackieren beim Auto

«So erhalten Autoteile vom Kotflügel bis zur Mittelkonsole ihren Lack»

Kunststoffe lassen die meisten Flüssigkeiten abperlen. Sie sind schwer zu benetzen. Deshalb ist es eine Herausforderung, Kunststoff zu lackieren. Am Auto werden zunehmend Bauteile aus Kunststoffmaterialien verbaut. Außen sind die Autoteile den Witterungsbedingungen ausgesetzt. Im Inneren müssen sie häufigen Berührungen Widerstand leisten. Wie gelingt es der Autoindustrie, diesen Anforderungen gerecht zu werden?

Vorteile von Kunststoffen im Automobilbau

Kunststoffe sind leichter als Metalle. Die Verringerung der Masse eines Autos führt zu geringerem Kraftstoffverbrauch. Das ist ein Grund, möglichst viele Autoteile aus Kunststoffen herzustellen. Ein weiterer Grund sind die vielfältigen Möglichkeiten der Formgebung, die diese Werkstoffe zulassen. Außerdem wirkt sich ihre Elastizität kostensenkend auf Bagatellschäden aus.

Anbauteile, wie zum Beispiel Stoßstangen, Radkappen, Leisten und Spiegelschalen werden deshalb schon seit langem aus Kunststoffen gefertigt. Moderne Verbundwerkstoffe, auch als glasfaserverstärkte Kunststoffe (kurz GFK) bezeichnet, machen es möglich, auch für Motorhauben, Kotflügel und Türen derartige Materialien einzusetzen.

Lack als Korrosionsschutz und gestalterisches Element für Kunststoffteile

Dass metallische Werkstoffe einen Korrosionsschutz benötigen ist allgemein bekannt. Aber auch bei Kunststoffen stellen sich nach längerem Gerbrauch Alterungs- und Abbauprozesse ein. Dafür ist vor allem der UV-Anteil im Sonnenlicht verantwortlich. Das Aufnahmevermögen von Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen sowie Staub, Insekten und Regentropfen im Fahrtwind setzen den Materialien ebenfalls zu.

Neben dem Schutz des Materials vor Umwelteinflüssen bietet die Möglichkeit, Kunststoffteile zu lackieren, Gelegenheit zur individuellen Gestaltung des Fahrzeuges. Je nach Geschmack können Teile durch eine besondere Farbgebung hervorgehoben werden oder es kann dem Auto ein einheitliches Aussehen verliehen werden.

Besondere Anforderungen an Lacksysteme für Kunststoff

Flüssigkeiten haben das Bestreben, eine möglichst kleine Oberfläche zu bilden. Das wird durch die Anziehungskräfte zwischen den Flüssigkeitsteilchen hervorgerufen und mit dem Begriff Oberflächenspannung beschrieben. Das Verhältnis der Oberflächenspannungen von Flüssigkeit und Feststoff bestimmt, ob sich auf einer Oberfläche Tropfen bilden oder ob sich die Flüssigkeit gleichmäßig ausbreitet. Um einen Flüssigkeitsfilm zu erzeugen, muss die Oberflächenspannung des Feststoffes größer als die der Flüssigkeit sein.

Lack für Kunststoff benötigt folglich eine möglichst niedrige Oberflächenspannung.

Die Elastizität von Kunststoffen bewirkt eine leichte Verformbarkeit der Autoteile. Um eine Rissbildung im Lack zu verhindern, muss der Lack eine gleichwertige Elastizität aufweisen. Er muss sich mit dem Untergrund ausdehnen und zusammenziehen können.

Um Kunststoff zu lackieren, werden Additive benötigt, die die Elastizität des Lackes erhöhen.

Der Autoindustrie steht eine Vielzahl von unterschiedlichen Kunststoffen für die verschiedenen Einsatzzwecke zur Verfügung. Die Eigenschaften der Werkstoffe weichen voneinander ab. Deshalb werden spezielle Lacke und Lacksysteme gebraucht, die an die jeweiligen Anforderungen angepasst sind.

Der Lack für den Kunststoff muss zum Material passen.

Lackieren von Neuteilen

Für das serienmäßige Lackieren von Neuteilen stehen der Autoindustrie und ihren Zulieferern Anlagen zur Verfügung, in der die Autoteile die erforderlichen Stationen durchlaufen. Zu diesen Stationen gehören die Reinigung, das Grundieren und der Lackauftrag. Zwischen den Stationen steht immer eine gründliche Trocknung an.

Reinigung

Um eine optimale Lackhaftung zu erreichen, müssen die Teile sauber sein. An Neuteilen befinden sich häufig Rückstände von Trennmitteln, die erforderlich sind, um die Teile aus den Formen zu lösen. Die Trennmittel sind technologisch bedingt lackabweisend und müssen vollständig entfernt werden. Für fettige Verunreinigungen durch die Handhabung der Teile in Form von Fingerabdrücken trifft dies ebenfalls zu.

Zu den Reinigungsmethoden zählen unter anderem das Powerwash-Verfahren und das CO²-Schneestrahlen. Beim Powerwash-Verfahren kommen alkalische Reinigungslösungen zum Einsatz, die erwärmt werden und mit Hochdruck auf die Kunststoffteile gesprüht werden. Nach der Wäsche werden die Teile gespült und getrocknet. Beim CO²-Schneestrahlen wird die Oberfläche mit festem Kohlendioxid gestrahlt.

Die restlose Beseitigung von Trennmitteln und Feuchtigkeit wird durch Tempern erreicht. Dabei werden die Teile erwärmt bis Wasser und Lösungsmittel, die vom Kunststoff aufgenommen wurden, verdunstet sind.

Grundierung

Die Grundierung dient der Haftvermittlung. Kunststoff, Grundierung und Lack sind aufeinander abgestimmt und bilden ein zusammengehöriges System. Vor der Weiterverarbeitung muss das aufgetragene Grundierungsmittel vollständig trocknen.

Lackierung

Um Kunststoffteile zu lackieren, werden mehrere dünne Schichten aufgetragen. Jede Schicht muss trocknen, bevor die nächst Schicht folgen kann. Die Trocknung kann durch Wärmezufuhr unterstützt werden. Über optimale Temperaturen und erforderliche Trockenzeiten geben die Datenblätter und Gebrauchsanweisungen der Hersteller Auskunft.

Lackierung von Altteilen

Beschädigungen oder individuelle Designvorstellungen sind Gründe, ältere Teile aus Kunststoff zu lackieren. Das Auto gewinnt dabei seinen Wert zurück oder wird in den Augen des Besitzers aufgewertet. Die Wahl der Komponenten des Lacksystems muss an das vorhandene Material angepasst werden.

Viele Hersteller der Prozesschemikalien, wie zum Beispiel Kluthe, bieten zur Beurteilung des vorliegenden Materials, zur Auswahl des geeigneten Lacks und zur optimalen Vorgehensweise umfassende Beratungsleistungen und Mitarbeiterschulungen an. Bei neuen Lackierungen ist die gründliche Vorbereitung der Oberfläche erforderlich. Kratzer, Risse oder andere Beschädigungen werden mit Füllern oder Spachtelmasse repariert. Die Fläche wird mit feinem Schmirgelpapier glattgeschliffen und dann wieder etwas angeraut, um die Haftung des Grundierungsmittels zu verbessern.

Eine unversehrte bestehende Lackierung kann ohne zu grundieren überlackiert werden. Zuvor müssen Verschmutzungen, Reinigungs- und Pflegeprodukte allerdings gründlich entfernt werden. Angrenzende Bereiche, die von Farbe freibleiben sollen, werden sorgfältig mit Klebstreifen abgedeckt. Die weiteren Arbeitsschritte entsprechen dem Vorgehen bei der Lackierung von Neuteilen.