Heute dominieren Kunststoffe den Autoinnenraum. Herkömmlich werden die Bauteile aus einem Thermoplast spritzgegossen und dann in einem weiteren Schritt – örtlich getrennt – lackiert, um die gewünschten optischen und haptischen […]
Das Ergebnis des Directcoating-Verfahrens ist ein nahezu nachbearbeitungsfreies, Polyurethan-beschichtetes Bauteil. (Foto: Covestro)
Heute dominieren Kunststoffe den Autoinnenraum. Herkömmlich werden die Bauteile aus einem Thermoplast spritzgegossen und dann in einem weiteren Schritt – örtlich getrennt – lackiert, um die gewünschten optischen und haptischen Eigenschaften zu erzeugen.
Beim Directcoating-Verfahren erfolgt die Herstellung in einem einzigen Schritt. Nach der Fertigung im Spritzgießwerkzeug wird der Kunststoffträger in eine zweite, minimal größere Kavität gebracht, in die das Lacksystem mittels eines Reaction-Injection-Molding (RIM)-Mischkopfs injiziert wird. Das Ergebnis ist ein nahezu nachbearbeitungsfreies, Polyurethan-beschichtetes Bauteil.
„Gegenüber dem herkömmlichen Verfahren bietet der integrierte Prozess ein großes Einsparpotenzial hinsichtlich Logistikaufwand, Energieverbrauch und Platzbedarf“, erläutert Autolackexperte Dr. Jan Weikard. „Man benötigt lediglich eine Spritzgießmaschine und eine RIM-Anlage.“
Fast unbegrenzte Designfreiheit
Das Bauteil selbst kann transparent, transluzent oder opak sein. Seine Oberfläche lässt sich in verschiedenen Farben lackieren, mit einer Mattlack- oder Klavierlackoptik dekorieren oder mit kratzfesten Funktionsbeschichtungen schützen. Hinzu kommen verschiedene Möglichkeiten der haptischen Gestaltung sowie der Oberflächenstrukturierung.
Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil des Directcoating-Verfahrens gegenüber der Sprühlackierung: Mit dem injizierten Lack können auch Konturen wie scharfe Kanten, Rundungen oder erhabene Flächen dargestellt werden, weil er die Werkzeugoberfläche detailgetreu abbildet. Eine Variante sind Feinstnarbungen mit scharf abgegrenzten Hochglanz- und Mattbereichen.
Verschiedene Oberflächen auf einem Bauteil
Mit dem injizierten Lack können auch Konturen wie scharfe Kanten, Rundungen oder erhabene Flächen dargestellt werden, weil er die Werkzeugoberfläche detailgetreu abbildet. (Foto: Covestro)
Ein Beispiel ist der Prototyp einer neu gestalteten Lenkradabdeckung, den Covestro auf der European Coatings Show Anfang April in Nürnberg zeigt. Die Entwicklung demonstriert die große Bandbreite an Farben, Oberflächenstrukturen und haptischen Eindrücken, die mittels Directcoating aus einem Werkzeug am selben Bauteil darstellbar ist. Im direkten Blickfeld des Fahrers erfüllt die Lenkradabdeckung hohe optische Anforderungen.
Rohstoffe für PU-Schichten, die per Directcoating aufgebracht werden, dürfen keinerlei Lösemittel enthalten, also auch kein Wasser. Daher werden niedrigviskose Rohstoffe benötigt, die bei 50 bis 90 °C ausreichend fließfähig sind, um die Kavität schnell genug zu füllen. Geeignet sind hierzu insbesondere aliphatischen Polyisocyanate, als Polyol-Komponente wiederum Polyester- und Polyetherdiole und –polyole sowie Polycarbonatdiole. Durch geeignete Wahl der Rohstoffe werden Lackeigenschaften wie Elastizität, Witterungsstabilität, Selbstheilungseffekt und Kratzfestigkeit festgelegt.
Präzise Füllsimulation des Lacks
Auf Basis eines von Covestro erstellten Materialdatensatzes für die Simulationssoftware Moldflow kann die Füllung des Werkzeugs mit dem Polyurethanlack im Voraus berechnet werden. Das Simulationsmodell berücksichtigt verschiedene Einflussgrößen. Dadurch können zum Beispiel Lufteinschlüsse vermieden werden. Das Modell ist inzwischen so weit erprobt, dass Covestro seinen Kunden und deren Werkzeugbauern im Rahmen von Projekten anbietet, das passende Anguss- und Entlüftungsdesign für die Lackkomponente zu berechnen.
