Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Kleben auf einschichtig endlackierten UV-stabilen Oberflächen im Rohbau mobiler Arbeitsmaschinen

Das Vorhaben Monobond befasst sich mit dem Kleben auf einschichtig endlackierten Oberflächen für den Einsatz im Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen. Die Tätigkeiten werden in Hinblick auf eine Verbesserung des Korrosionsschutzes, bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit, durchgeführt. Mobile Arbeitsmaschinen besitzen üblicherweise eine schweißtechnisch gefügte Rahmenstruktur, die durch ihre Größe erheblichen Einfluss auf das Lackierverfahren und folglich auch auf den Korrosionsschutz besitzt. Zusammen mit den geringen Stückzahlen führt dies zu einer Diskrepanz zwischen dem aus technischer Sicht optimalen Verfahren (Elektro-Tauchlackierung) und dem aus wirtschaftlicher Sicht optimalen Verfahren. Der Spagat zwischen den beiden Zielgrößen soll durch die Anpassung der Prozesskette, mit der Verlagerung des Fügeprozesses an das Ende des Prozesses und den Einsatz der Klebtechnik, realisiert werden. Das heißt, dass die Einzelteile der Rahmenkonstruktion vor dem Fügeprozess tauchlackiert werden. Dadurch kommen kleinere Bauteile in den Prozess, was folglich zu einer reduzierten Anlagengröße mit geringeren Kosten führt. Um ein Maximum an Korrosionsschutz zu erreichen, ist es notwendig die lackierte Oberfläche durch das nachfolgende Fügeverfahren nicht zu verletzen, so dass nur ein klebtechnischer Fügeprozess für eine stoffschlüssige Verbindung möglich ist. Zur erfolgreichen Umsetzung ist es somit erforderlich, sowohl das Klebstoffsystem und das Lacksystem aufeinander und zusätzlich auf die eingesetzten (Stahl-)Werkstoffe abzustimmen und hinsichtlich der Anforderungen zu qualifizieren.

KMU können von einer Optimierung des Korrosionsschutzes profitieren und gleichzeitig Einsparungen im Bereich des Decklacks erreichen. Daraus folgt, dass mit einer Qualitätssteigerung auch eine Abnahme von Gewährleistungsansprüchen einhergeht und dies somit insgesamt zum wirtschaftlichen Erfolg eines Unternehmens beitragen wird.

Ergebniszusammenfassung:

Die Rahmenbedingungen für einen zuverlässigen Korrosionsschutz für mobile Arbeitsmaschinen mit kathodischer Tauchlackierung (KTL) wurden mit dem Ziel evaluiert, die Bauteilgröße und damit die Tauchbadgröße zu reduzieren und anschließend diese einschichtig endlackierten Bauteile klebtechnisch zu fügen.

Zinkphosphatierte Baustähle wurden mit Acrylat-KTL kathodisch tauchlackiert. Komplexe Strukturen konnten mit allen KTL-Systemen sehr gleichmäßig beschichtet werden. Die UV-Beständigkeit der in verschiedenen Farbtönen applizierten Acrylat-KTL ist der EP-KTL deutlich überlegen, damit kann die für jeden Hersteller typische Farbgebung in einer Schicht realisiert werden.

Die Acrylat-KTL erreichen noch nicht das Korrosionsschutzvermögen der EP-KTL, aber sie bieten für den Einsatzbereich ausreichende Schutzwirkung.

Die Klebbarkeit auf den lackierten Oberflächen wurde mit unterschiedlichen Klebstoffen untersucht. Die Haftung und Festigkeiten der Klebverbunde (DIN EN 1465, DIN EN 1464, DIN 54457) entsprechen der Festigkeit des Klebstoffs, ebenso die Crashbeanspruchbarkeit nach DIN EN ISO 11343. Dies wurde zusätzlich an gealterten Prüfkörpern untersucht. Danach wurden in Einzelfällen Unterwanderungen der Beschichtung und eine Verminderung der Klebstoffhaftung auf der Beschichtung festgestellt, was insgesamt zu einer Verminderung der Verbundfestigkeit führt.

Durch das Beflammen mit Pyrosil® und den Einsatz geeigneter Haftvermittler vor dem Verkleben konnte die Haftung des Klebstoffs auf der Beschichtung verbessert und alterungsstabilere Klebungen erzielt werden.

Fazit: Acrylat-KTL sind als einschichtige Endlackierungen für klebtechnisch einwandfreie Verbindungen prinzipiell geeignet. Aufgrund von in Einzelfällen festgestellter Mängel empfehlen wir dem Anwender vor dem Einsatz dieser Technologie für den konkreten Anwendungsfall Eignungs- und Freigabeprüfungen durchzuführen.