Lektion 11.1BeschichtenKapitel 11 · Beschichten und Oberflächenbearbeitung

Spritzlackieren

Flüssiger Lack wird zu einem feinen Nebel zerstäubt, der trocknet oder aushärtet

Beim Spritzlackieren wird flüssiger Lack zu einem feinen Nebel zerstäubt und als dünner, gleichmäßiger Film auf eine Oberfläche gebracht. Die glänzende Farbe einer Autokarosserie wird so gespritzt, meist von Robotern. Es ist eine der häufigsten Methoden, Produkten Farbe zu geben und sie vor Rost und Witterung zu schützen.

Foto: KelvinJM, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Spritzlackieren · Druckluft-Spritzpistole, Luftstrom in der Kabine und die fertigen SchichtenDie eingekreisten Zahlen entsprechen den Schritten unten. Der Einschub zeigt die fertigen Schichten im Querschnitt, nicht maßstäblich.

So funktioniert es

Die Oberfläche vorbereiten. Öl und Staub abwischen, leicht anschleifen, damit der Lack haftet, und Bereiche, die blank bleiben sollen, abkleben (mit Klebeband und Papier abdecken). Die meisten Lackfehler beginnen mit einer schmutzigen Oberfläche.
Die Pistole füllen und die Luft anschließen. Der auf die richtige Viskosität (Fließwiderstand) verdünnte Lack kommt in den Becher. Ein Schlauch bringt Druckluft, und kleine Regler stellen Lackmenge, Strahlbreite und Luftdruck ein.
Den Lack zerstäuben. Wer den Abzug zieht, lässt einen dünnen Lackstrahl aus der Materialdüse (der Lackdüse) austreten. Luftstrahlen aus der Luftkappe zerschlagen ihn zu winzigen Tröpfchen, ein Schritt, der Zerstäubung heißt.
In gleichmäßigen Bahnen spritzen. Halten Sie die Pistole senkrecht zur Fläche, typischerweise etwa 15–20 cm entfernt. Bewegen Sie sie mit gleichmäßiger Geschwindigkeit und überlappen Sie jede Bahn um etwa die Hälfte, damit der Film gleichmäßig wird.
Den nassen Film aufbauen. Die Tröpfchen landen, verschmelzen und verlaufen zu einem glatten nassen Film, typischerweise 15–50 µm (Mikrometer, Tausendstel Millimeter) pro Schicht. Tröpfchen, die das Teil verfehlen, das sogenannte Overspray, werden vom Luftstrom der Kabine nach unten in Filter gezogen.
Ablüften und aushärten. Zwischen den Schichten verdunstet das Lösemittel oder Wasser einige Minuten lang (Ablüften). Dann härtet der Film an der Luft oder im Ofen aus: bei etwa 60 °C in Reparaturwerkstätten, bei etwa 130–150 °C an Autolinien.

Andere Pistolen ändern nur den Zerstäuber. HVLP-Pistolen (High Volume, Low Pressure) nutzen viel Luft bei niedrigem Druck, was das Overspray verringert. Airless-Pistolen pumpen Lack mit sehr hohem Druck durch ein winziges Loch, was sich für Wände und Stahlbau eignet. Autolinien nutzen elektrostatische Rotationsglocken: Ein Becher, der sich mit Zehntausenden Umdrehungen pro Minute dreht, schleudert elektrisch geladene Tröpfchen aus. Die Karosserie ist geerdet (mit der Erde verbunden) und zieht sie daher an.

Wichtige Fakten

Werkstoffe: Flüssige Lacke, Grundierungen, Decklacke und Klarlacke, lösemittel- oder wasserbasiert; aufgetragen auf Metall, Kunststoff, Holz und Verbundwerkstoffe
Typische Teile: Autokarosserien, Möbel, Haushaltsgeräte, Maschinengehäuse, Flugzeuge, Fahrräder
Bauteilgröße: Von kleinen Halterungen bis zu ganzen Flugzeugen; die Größe der Kabine setzt die Grenze
Präzision: Filmdicke typischerweise 15–50 µm pro Schicht; Roboter halten sie auf etwa ±5–10 µm, von Hand hängt es vom Lackierer ab
Oberfläche: Von matt bis Spiegelglanz; meist mit einer feinen „Orangenhaut“-Welligkeit, die bei hochwertigen Arbeiten herauspoliert wird
Geeignete Losgröße: Von einer einzelnen Reparatur bis zu Hunderten Karosserien pro Schicht
Werkzeug- und Maschinenkosten: Eine Handpistole kostet einige zehn bis hundert Dollar, eine professionelle Kabine einige Zehntausend; eine Lackiererei in einem Autowerk kann Hunderte Millionen kosten
Geschwindigkeit: Von Hand Sekunden bis Minuten pro Schicht; eine Autolinie lackiert etwa eine Karosserie pro Minute; das Einbrennen dauert etwa 20–40 Minuten

Stärken und Grenzen

Stärken

Funktioniert bei fast jedem Material, jeder Größe und Form
Jede Farbe, jeder Glanz und jeder Effekt, auch Metallic- und Perlmuttlacke
Günstig im Einstieg, und Farben lassen sich schnell wechseln
Schnell und sehr gut wiederholbar mit Robotern und elektrostatischen Glocken

Grenzen

Overspray verschwendet Lack: Eine einfache Luftpistole bringt womöglich weit weniger als die Hälfte auf das Teil
Lösemittelbasierte Lacke setzen VOC (flüchtige organische Verbindungen) frei, daher sind Kabinen, Filter und Atemschutz nötig
Jede Schicht ist dünn, und scharfe Kanten und tiefe Vertiefungen bekommen weniger Lack
Von Hand hängt die Qualität von Geschick und Sauberkeit ab: Läufer, Orangenhaut und Staubeinschlüsse sind häufige Fehler

Wo es eingesetzt wird

AutomobilbauAutokarosserien (Grundierung, Basislack, Klarlack), Stoßfänger, Karosseriereparaturen
Luft- und RaumfahrtFlugzeuglackierungen (Farbschemata), korrosionsbeständige Grundierungen auf Flugzeugzellen
Möbel und HolzLackierte Schränke und Tische, Gitarren und Klaviere
Maschinen und HaushaltsgeräteTraktoren, Werkzeugmaschinen, Waschmaschinen, Gehäuse von Elektrowerkzeugen
BauwesenStahlträger und Brücken, Wände und Decken, mit Airless-Pistolen gespritzt
KonsumgüterFahrräder, Kunststoffhüllen für Handys und Laptops, Spielzeug

So erkennen Sie es

Ein glatter Film, der das Material verdeckt; in einer Spiegelung sieht man oft eine feine „Orangenhaut“-Welligkeit, wie die Schale einer Orange.
Dünnerer Lack an scharfen Kanten und in tiefen Ecken, manchmal Läufer oder Gardinen (Tropfen) an senkrechten Flächen.
Ein Abplatzer zeigt die Schichten im Querschnitt: blankes Metall, dann Grundierung, Farbe und Klarlack.
Saubere Abklebekanten, wo zwei Farben aufeinandertreffen, manchmal mit einem winzigen Lackwulst.

Im Vergleich mit

Pulverbeschichten11.2spritzt ein trockenes, geladenes Pulver und schmilzt es im Ofen; dicker und zäher, ohne Lösemittel, aber vor allem für Metallteile, die in einen Ofen passen.Siebdruck11.3drückt Farbe durch eine Schablone, um ein Muster zu drucken, statt eine ganze Fläche zu bedecken.Thermisches Spritzen11.10spritzt geschmolzene Metall- oder Keramiktröpfchen, um Verschleiß und Hitze zu widerstehen, statt Lack aufzutragen.

Ansehen

Pittsburgh Spray Equipment Co · Wie man Materialfluss, Strahlbreite und Luftdruck einstellt, und die grundlegende Spritzbewegung

Behind the Scenics · Die Teile einer HVLP-Pistole und was jedes davon tut

Graco Industrial Equipment · Wie eine rotierende Glocke Lack zerstäubt und an Fabriklinien auflädt

Process Factory • Production Lines & Factories · Roboter lackieren Autokarosserien, und die Öfen, die jede Schicht aushärten

Echte Fotos ansehen

Wikipedia: Spritzlackieren — Überblick über HVLP-, Airless- und elektrostatisches Spritzen, Spritzkabinen und Sicherheit
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Eine Spritzpistole nutzt Luft, Druck oder eine rotierende Glocke, um Lack in Tröpfchen zu zerlegen, die sich als dünner Film absetzen.
Gute Ergebnisse entstehen durch eine saubere Oberfläche, gleichmäßige Bahnen und eine Kabine, die das Overspray absaugt.
Overspray ist der wichtigste Abfall; HVLP und elektrostatische Verfahren bringen mehr Lack auf das Teil.