LACKIERVERFAHREN UND LACKIERANLAGE ZUR DEKORLACKIERUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Lackierverfahren und eine Lackieranlage zum Lackieren eines Bauteils mit einem Dekor, insbesondere zum Lackieren eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils.

[0002] Bei der Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen besteht teilweise der Wunsch nach einer mehrfarbigen Lackierung, wobei das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil mit einem Dekor (z.B. Zierstreifen, Designerstreifen, Muster, Grafik oder Kontrastfläche) versehen wird.

[0003] Eine Möglichkeit für eine solche Dekorlackierung besteht darin, dass entsprechende Folien auf den Basislack oder auf den Klarlack aufgeklebt werden, wobei derartige Folien auch mit einem Klarlack überlackiert werden können.

[0004] Eine andere Möglichkeit zur Realisierung einer solchen Dekorlackierung besteht darin, dass nach dem Auftragen und Einbrennen des Klarlacks das gewünschte Dekor mittels Abkleben gestaltet wird, wobei die freie Fläche dann automatisch oder von Hand auslackiert wird. Nach diesem Aufbringen des Dekors kann dann eine weitere Klarlackschicht auf das Dekor aufgebracht werden.

[0005] In wenigen Ausnahmefällen (z.B. bei Luxuslimousinen) werden Zierstreifen von Hand mit einem Pinsel aufgetragen, was sich jedoch nicht für die Massenproduktion eignet.

[0006] Falls das Dekor aus einer Kontrastfläche mit einer abweichenden Farbe besteht, so kann die Kraftfahrzeugkarosserie nacheinander zweimal durch dieselbe Lackierlinie gefahren werden oder zwei separate Linien nacheinander durchfahren, wobei jeweils Basislack und Klarlack aufgetragen wird. Hierbei werden jeweils die nicht zu lackierenden Teilbereiche der Kraftfahrzeugkarosserie abgeklebt.

[0007] Bei bekannten Lackierverfahren für eine Dekorlackierung könnte man die als Untergrund für das Dekor dienende Basislack- und Klarlackschicht zwischentrocknen und einbrennen, wobei sich das Zwischentrocknen und das Einbrennen über die gesamte Bauteiloberfläche erstrecken würde, was mit einem entsprechend großen Energie- und Zeitaufwand verbunden wäre.

[0008] Die Entwicklung eines Lackierverfahrens, welches ohne weitere Hilfsmittel randscharf und oversprayfrei Beschichtungsmittel oder Lacke aufträgt (DE 10 2013 002 413.7, DE 10 2013 002 412.9, DE 10 2013 002 411.0, DE 10 2013 002 433.1) ermöglicht die Herstellung von Dekoren, Mustern oder Kontrastflächen ohne Abkleben. Mit einem solchen Verfahren kann das Dekor, das Muster oder die Kontrastfarbe zum Beispiel direkt auf einen Basislack aufgebracht werden. Dazu ist allerdings (zumindest bei wasserbasierten Basislacken) die Vortrocknung desselben erforderlich. Nach dem Stand der Technik würde hierfür das Beschichtungsobjekt komplett durch einen Konvektionstrockner gefördert. Vor dem Auftrag der Klarlackschicht muss erneut der Gehalt der flüchtigen Bestandteile in der Dekor-, Muster- oder Kontrastschicht soweit erniedrigt werden, dass es zu keinen Störungen in der Klarlackschicht kommt. Nach dem Stand der Technik bedeutet dies einen erneuten Durchlauf des kompletten Bauteils durch einen Trockner mit daran anschließender Abkühlung. Dieser Vorgang erfordert einen hohen Energieeinsatz. Nach dem Stand der Technik würde das oversprayfreie Lackierverfahren damit nur Einsparungen durch den Entfall der Abklebematerialien ermöglichen.

[0009] Aus DE 38 06 257 A1 ist eine Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien bekannt, bei der ein Infrarotstrahler seitlich neben der Lackierstraße angeordnet ist und den Schwellerbereich der Kraftfahrzeugkarosserien trocknet, um anschließend ein Dekor auf den Schweller aufbringen zu können. Diese bekannte Lackieranlage eignet sich jedoch nur zur Dekorlackierung im Schwellerbereich.

[0010] Ferner ist zum Stand der Technik hinzuweisen auf DE 20 2008 008 428 U1 und DE 20 2007 008 852 U1.

[0011] DE 103 12 381 A1 offenbart eine Trocknungseinheit die den Trocknungsbereich über das Bauteil bewegt.

[0012] US 2010/304039 A1, DE 102 61 298 A1, FR 2 961 718 A1 und EP 1 518 609 A1 offenbaren ein Lackierverfahren zum Lackieren eines Bauteils mit einem Dekor mit den folgenden Schritten:

a) Aufbringen einer Lackschicht auf das Bauteil,

b) Aufbringen eines flächenmäßig begrenzten Dekors auf das Bauteil, wobei das Dekor einen flächenmäßig begrenzten Dekorbereich auf dem Bauteil umfasst, und

c) Trocknen des Bauteils zum Reduzieren des Gehalts an flüchtigen Bestandteilen, wobei das Bauteil nur flächenmäßig begrenzt innerhalb eines Trocknungsbereichs getrocknet wird und der Trocknungsbereich den Dekorbereich mindestens teilweise umfasst, und der Trocknungsbereich über das Bauteil bewegt wird.

[0013] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein entsprechend verbessertes Lackierverfahren und eine verbesserte Lackieranlage zum Lackieren eines Bauteils mit einem Dekor zu schaffen.

[0014] Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Lackierverfahren bzw. durch eine erfindungsgemäße Lackieranlage gemäß den Nebenansprüchen gelöst.

[0015] Das erfindungsgemäße Lackierverfahren sieht zunächst vor, dass mindestens eine Lackschicht auf das Bauteil aufgebracht wird, die dann als Grundlage für das Dekor dienen kann.

[0016] Erfindungsgemäß handelt es sich bei dieser Lackschicht um eine Basislackschicht, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss. Hierbei ist zu erwähnen, dass die im Rahmen der Erfindung erwähnte Lackschicht in der Regel nicht die unterste Lackschicht ist, die auf das Bauteil aufgebracht wird. Bei einem typischen Mehrschichtlack zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen befinden sich unter dieser Lackschicht vorzugsweise noch weitere Lackschichten, wie beispielsweise eine kathodische Tauchlackierung (KTL) oder eine Füllerschicht. Ferner ist zu erwähnen, dass die Erfindung hinsichtlich der Lackschicht nicht beschränkt ist auf einen Nasslack. Vielmehr kann die Lackschicht im Rahmen der Erfindung auch aus Pulverlack bestehen.

[0017] Weiterhin sieht das erfindungsgemäße Lackierverfahren in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik vor, dass ein flächenmäßig begrenztes Dekor (z.B. Zierstreifen, Grafik, Kontrastfläche oder Muster) auf das Bauteil aufgebracht wird. Das Dekor wird hierbei auf die Lackschicht aufgebracht. Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, dass das Dekor direkt auf die Lackschicht aufgebracht wird, d.h. ohne eine dazwischenliegende weitere Schicht. Eine andere Möglichkeit sieht dagegen vor, dass das Dekor mittelbar auf die Lackschicht aufgebracht wird, d.h. mit einer dazwischenliegenden weiteren Schicht.

[0018] Hinsichtlich der Aufbringung des Dekors wird auch auf die oben schon erwähnte Patentanmeldung DE 10 2013 002 433.1 verwiesen, so dass der Inhalt dieser Patentanmeldung der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.

[0019] Erfindungsgemäß erfolgt die Applikation des Dekors mit einem geeigneten Verfahren, welches in der Lage ist ein Beschichtungsmittel randscharf und oversprayfrei aufzutragen, wie es z. B. in der oben ebenfalls erwähnten Patentanmeldung DE 10 2013 002 412.9 beschrieben ist.

[0020] Bei dem erfindungsgemäß zur Lackaufbringung verwendeten Applikator könnte es sich um an sich bekannte Geräte einschließlich Zerstäubern, Druckköpfen, Düsenanordnungen oder dergleichen handeln. Insbesondere kann es sich aber um ein Gerät handeln, das sich für das oben erwähnte Lackierverfahren eignet, welches ohne weitere Hilfsmittel randscharf und oversprayfrei Lack- oder andere Beschichtungsmittel aufträgt.

[0021] Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Dekors ist nicht auf die vorstehend erwähnten Zier-, Design- oder Dekorstreifen beschränkt. Vielmehr umfasst der Begriff eines Dekors im Rahmen der Erfindung auch Grafiken, Bilder und Ähnliches. Ein weiteres Beispiel eines Dekors ist die Lackierung einer Teilfläche (z.B. eines Dachholms oder einer Dachfläche einer Kraftfahrzeugkarosserie), die in einer anderen Farbe lackiert werden soll als die sonstige Kraftfahrzeugkarosserie. Allgemein umfasst der Begriff eines Dekors also im Rahmen der Erfindung jegliche Teilflächen einer Bauteiloberfläche, die mit einem anderen Beschichtungsmittel (z.B. in einem anderen Farbton oder in einem anderen Glanzgrad) beschichtet werden sollen als der Rest der Bauteiloberfläche. Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Dekors bedeutet, dass das Dekor nur eine Teilfläche der Bauteiloberfläche abdeckt, d.h. nicht die gesamte Bauteiloberfläche. Weiterhin impliziert der Begriff eines Dekors vorzugsweise, dass das Dekor nicht flächig durchgehend ist, sondern die Bauteiloberfläche lediglich bei den jeweiligen Dekordetails (z.B. Linien) abdeckt.

[0022] Darüber hinaus sieht das erfindungsgemäße Lackierverfahren vor, dass das Bauteil getrocknet wird, um den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen in der Lackschicht bzw. in dem Dekor zu reduzieren und unter die für den weiteren Lackierprozess notwendige Restfeuchte zu bringen. Beispielsweise liegt die Restfeuchte bei wässrigen Lacksystemen in üblichen Lackierprozessen nach der Zwischentrocknung zwischen 5 - 20 %, im Wesentlichen zwischen 8 - 15 %. Die Restfeuchte bei Lacksystemen auf Basis organischer Lösemittel kann sich hiervon deutlich unterscheiden, spielt dabei aber eine eher untergeordnete Rolle, da aufgrund der organischen Lösemittel die Verdunstung so schnell ist, dass keine Prozessprobleme (beispielsweise Kocher oder Nadelstiche bzw. Vermattungen) durch im Film verbliebenes Lösemittel auftreten.

[0023] Das erfindungsgemäße Lackierverfahren sieht weiterhin vor, dass das Bauteil nur flächenmäßig begrenzt innerhalb eines bestimmten Trocknungsbereichs getrocknet wird, der nicht die gesamte Bauteiloberfläche umfasst, wobei der Trocknungsbereich den Dekorbereich mindestens teilweise umfasst. Der erfindungsgemäß vorgesehene Trocknungsschritt hat also einen wesentlich geringeren Zeit- und Energieverbrauch, da nicht die gesamte Bauteiloberfläche getrocknet wird, sondern nur der flächenmäßig begrenzte Trocknungsbereich.

[0024] Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass der begrenzte Trocknungsbereich über die Bauteiloberfläche bewegt wird. Beispielsweise kann hierzu ein mehrachsiger Trocknungsroboter verwendet werden, der eine Trocknungseinheit über die Bauteiloberfläche bewegt, um die Bauteiloberfläche jeweils an der richtigen Stelle zu trocknen.

[0025] Das erfindungsgemäße Lackierverfahren ist dabei nicht auf einen bestimmten Lacktyp (zum Beispiel wässrig, lösemittelhaltig, UV-trocknend) beschränkt.

[0026] Erfindungsgemäß wird die Lackschicht vor dem Aufbringen des Dekors auf ihrer gesamten Bauteiloberfläche getrocknet. Anschließend wird dann das flächenmäßig begrenzte Dekor auf die getrocknete Lackschicht aufgebracht. Schließlich wird das Dekor dann getrocknet, wobei diese Trocknung des Dekors flächenmäßig begrenzt innerhalb des Trocknungsbereiches erfolgt und nicht die gesamte Bauteiloberfläche umfasst. Bei dieser Erfindungsvariante tritt die Einsparung an Zeit und Energie also bei der flächenmäßig begrenzten Trocknung des Dekors auf.

[0027] Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Trocknungsarten zu unterscheiden, nämlich zum einen die aus dem Stand der Technik bekannte, flächenmäßig unbegrenzte Trocknung des Bauteils auf seiner gesamten Bauteiloberfläche einerseits und die erfindungsgemäß vorgesehene flächenmäßig begrenzte Trocknung des Bauteils innerhalb des Trocknungsbereichs andererseits.

[0028] Diese beiden verschiedenen Trocknungsarten führen in der Regel zu einem bestimmten Restfeuchtegrad nach der Trocknung.

[0029] In einer Variante der Erfindung ist der bei der flächenmäßig begrenzten Trocknung erreichte Restfeuchtegrad im Wesentlichen gleich dem bei der flächenmäßig unbegrenzten, herkömmlichen Trocknung erreichten Restfeuchtegrad.

[0030] Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass der bei der flächenmäßig begrenzten Trocknung erreichte Restfeuchtegrad kleiner ist als der bei der flächenmäßig unbegrenzten Trocknung erreichte Restfeuchtegrad.

[0031] Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit, dass der bei der flächenmäßig begrenzten Trocknung erreichte Restfeuchtegrad größer ist als der bei der flächenmäßig unbegrenzten Trocknung erreichte Restfeuchtegrad.

[0032] Im Rahmen der Erfindung können verschiedene Trocknungsverfahren eingesetzt werden, die teilweise an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind und deshalb nicht näher beschrieben werden müssen.

[0033] Beispielsweise kann die Trocknung durch Bestrahlen des zu trocknenden Bauteils mit einer Strahlung erfolgen. Bei der Strahlung kann es sich beispielsweise um elektromagnetische Strahlung handeln, z.B. Mikrowellenstrahlung, Infrarot-Strahlung oder Ultraviolett-Strahlung, oder aber auch um Beschuss mit Elektronen. Die elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise durch Leuchtdioden (LEDs: Light-emitting diodes), organische Leuchtdioden (OLEDs: Organic light-emitting diodes), Halogen-Glühlampen oder Carbon-Infrarot-Strahler erzeugt werden.

[0034] Beispielsweise kann die elektromagnetische Strahlung kurzwellig sein mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,8µm-1,2µm. Die Strahlung kann jedoch auch mittelwellig sein mit einer Wellenlänge im Bereich von 1,2µm -4µm. Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass die Strahlung langwellig ist mit einer Wellenlänge im Bereich von 4µm -10µm. Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit, dass es sich bei der Strahlung um Mikrowellenstrahlung handelt, die beispielsweise eine Wellenlänge in der Größenordnung von einigen cm (1-100 cm) aufweisen kann. Ebenso besteht die Möglichkeit, mit UV-Strahlung zu trocknen, wenn die Lacke dafür geeignet sind.

[0035] Die Strahlungsquelle an sich kann aber auch scharf begrenzt und/oder gerichtet sein (zum Beispiel vom Typ eines Lasers), um zumindest einen Teil der zu trocknenden Fläche zu bestrahlen und zu trocknen.

[0036] Alternativ oder zusätzlich kann das Bauteil durch Lufttrocknung getrocknet werden, beispielsweise mit kalter Luft (Lufttemperatur von 0°C bis +40°C), warmer Luft (Lufttemperatur von +40°C bis +300°C) und/oder mit trockener Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von weniger als 20%, 10%, 5% oder 1%.

[0037] Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit einer Unterdrucktrocknung, wobei das zu trocknende Bauteil einem lokalen Unterdruck ausgesetzt wird.

[0038] Die vorstehend erwähnte Unterdrucktrocknung kann beispielsweise mittels einer Saugglocke erfolgen, die über die zu trocknende Bauteilteiloberfläche geführt wird und einen örtlich begrenzten Unterdruck erzeugt.

[0039] Bei der vorstehend beschriebenen Trocknung durch Strahlung oder Luft kann der flächenmäßig begrenzte Trocknungsbereich durch eine Blende maskiert werden, so dass die Strahlung oder ein Luftstrom im Wesentlichen nur auf den Trocknungsbereich trifft.

[0040] Zu der vorstehend erwähnten Lufttrocknung ist zu erwähnen, dass ein Luftstrom durch einen Diffusor auf die zu trocknende Bauteiloberfläche gerichtet werden kann, so dass der Luftstrom diffus auf die zu trocknende Bauteiloberfläche auftrifft. Beispielsweise kann der Diffusor ein Drahtgeflecht, porös gesintertes Metall oder porös gesinterte Keramik aufweisen oder aus porös gesintertem Kunststoff bestehen.

[0041] Vorteilhafterweise kann die Strahlungstrocknung mit Lufttrocknung (kalt, warm, trocken) und/oder Unterdrucktrocknung kombiniert werden.

[0042] Darüber hinaus kann der Luftstrom zum Trocknen des Bauteils durch mindestens eine Düse auf die zu trocknende Bauteiloberfläche gerichtet werden. In einer Variante der Erfindung sind mehrere Düsen parallel zueinander und vorzugsweise rechtwinklig zu der zu trocknenden Bauteiloberfläche ausgerichtet. Es besteht jedoch alternativ die Möglichkeit, dass die Düsen parallel zueinander und schräg zu der zu trocknenden Bauteiloberfläche ausgerichtet sind. Ferner besteht alternativ die Möglichkeit, dass die Düsen am Umfangsrand des Trocknungsbereiches schräg nach innen und in der Mitte des Trocknungsbereichs im Wesentlichen rechtwinklig zu der zu trocknenden Bauteiloberfläche ausgerichtet sind.

[0043] Die Kombination von schräg und rechtwinklig ausgerichteten Düsen ist aber nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten möglich, bei denen beide Düsenarten in unterschiedlichster Art und Weise auf der Trocknungseinheit angeordnet werden.
Der Düsenaustritt kann rund, oval oder auch schlitzförmig sein.

[0044] Die Düsen können auch diffus, d. h. in vielen voneinander verschiedenen Winkeln angeordnet sein und hierbei keiner Symmetrie unterliegen.

[0045] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Bauteil mittels einer Trocknungseinheit getrocknet, die beispielsweise Luft oder Strahlung abgeben kann, um das Bauteil zu trocknen. Hierbei ist vorteilhaft, wenn die Trocknungseinheit eine Form aufweist, die an die Form des zu trocknenden Bauteils angepasst ist. Beispielsweise kann die Trocknungseinheit deshalb eine ebene, konvexe oder konkave Form aufweisen.

[0046] In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Trocknungseinheit gemeinsam mit dem Applikator entlang einer Lackierbahn über das Bauteil bewegt, insbesondere durch einen mehrachsigen Lackierroboter. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass auf einer gemeinsamen Lackierbahn sowohl die Trocknungseinheit das Bauteil trocknet als auch der Applikator das Dekor aufträgt.

[0047] Eine Möglichkeit besteht hierbei darin, dass die Trocknungseinheit in Bahnrichtung vor dem Applikator angeordnet ist, so dass die Lackschicht zunächst von der Trocknungseinheit getrocknet wird, woraufhin der nachfolgende Applikator dann das Dekor auf die zwischengetrocknete Lackschicht aufträgt.

[0048] Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Trocknungseinheit in Bahnrichtung hinter dem Applikator angeordnet ist, so dass bei einer Bewegung zunächst der Applikator das Dekor aufträgt und dann die nachfolgende Trocknungseinheit das zuvor aufgebrachte Dekor flächenmäßig begrenzt trocknet.

[0049] Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass das Trocknen und Auftragen des Dekors auf getrennten Bewegungsbahnen zeitlich nacheinander erfolgt. Beispielsweise kann zunächst eine Bewegungsbahn der Trocknungseinheit erfolgen, wobei die Trocknungseinheit dann die Lackschicht flächenmäßig begrenzt trocknet. Anschließend erfolgt dann eine zweite Bewegungsbahn, bei welcher der Applikator das Dekor aufträgt. Es ist jedoch auch umgekehrt möglich, dass auf der ersten Bewegungsbahn zunächst das Dekor aufgetragen wird und bei der folgenden zweiten Bewegungsbahn dann die Trocknungseinheit das Dekor trocknet.

[0050] Erfindungsgemäß wird zunächst eine Basislackschicht auf das Bauteil aufgebracht. Die Basislackschicht wird dann auf der gesamten Bauteiloberfläche zwischengetrocknet, beispielsweise durch Lufttrocknung mit einer Lufttemperatur von +60°C bis +80°C. Nach dieser Zwischentrocknung und folgender Abkühlung der Basislackschicht wird dann das Dekor auf die zwischengetrocknete Basislackschicht aufgebracht. Anschließend erfolgt dann eine flächenmäßig begrenzte Trocknung des Dekors innerhalb des Trocknungsbereichs, wobei der Trocknungsbereich den Dekorbereich mindestens teilweise einschließt. Schließlich wird dann noch eine Klarlackschicht auf die Basislackschicht und das Dekor aufgebracht.

[0051] Ferner ist zu bemerken, dass die oben und in den Ansprüchen erwähnten Temperaturbereiche nicht einschränkend zu verstehen sind, sondern in manchen Fällen auch über- oder unterschritten werden können.

[0052] Schließlich beansprucht die Erfindung auch Schutz für eine erfindungsgemäße Lackieranlage zum Aufbringen einer Dekorlackierung. Die erfindungsgemäße Lackieranlage weist in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik eine Applikationseinrichtung zum Aufbringen einer Lackschicht auf. Bei dieser Applikationseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen herkömmlichen Lackierroboter mit einem Rotationszerstäuber handeln.

[0053] Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Lackieranlage in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik eine Applikationseinrichtung auf, um das flächenmäßig begrenzte Dekor auf das Bauteil aufzubringen. Bei dieser Applikationseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen herkömmlichen Rotationszerstäuber handeln, insbesondere aber um einen Applikator, wie er beispielsweise in DE 10 2013 002 413.7, DE 10 2013 002 412.9 und DE 10 2013 002 411.0 beschrieben ist, so dass der Inhalt dieser Patentanmeldungen der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.

[0054] Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch eine Trocknungseinheit zum Trocknen des Bauteils zum Reduzieren des Gehalts an flüchtigen Bestandteilen. Die erfindungsgemäße Lackieranlage zeichnet sich nun dadurch aus, dass die Trocknungseinrichtung so ausgebildet ist und betrieben wird, dass das Bauteil nur flächenmäßig begrenzt innerhalb eines bestimmten Trocknungsbereiches getrocknet wird, wobei der Trocknungsbereich den Dekorbereich mindestens teilweise umfasst.

[0055] Hierbei sieht die Erfindung vor, dass der begrenzte Trocknungsbereich über die Bauteiloberfläche bewegt wird. Beispielsweise kann hierzu ein mehrachsiger Trocknungsroboter verwendet werden, der eine Trocknungseinheit über die Bauteiloberfläche bewegt, um die Bauteiloberfläche jeweils an der richtigen Stelle zu trocknen.

[0056] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trocknungseinheit und die Applikationseinrichtung zum Aufbringen des Dekors gemeinsam von einem mehrachsigen Roboter geführt werden.

[0057] Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die Trocknungseinheit einerseits und die Applikationseinrichtung zum Aufbringen der Lackschicht bzw. die Applikationseinrichtung zum Aufbringen des Dekors andererseits von getrennten Robotern geführt werden.

[0058] Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

ein erfindungsgemäßes Lackierverfahren in Form eines Flussdiagramms,

Figuren 2A-2E

verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Trocknungseinheit zum Trocknen des Bauteils,

Figur 3

eine Querschnittsansicht durch ein beschichtetes Bauteil mit dem Trocknungsbereich und dem Dekorbereich,

Figur 4

eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Trocknungseinheit zur Strahlungstrocknung mit einer Blende zur Maskierung des Trocknungsbereichs,

Figur 5

eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Bedeutung des Abstands der Trocknungseinheit,

Figuren 6A-6E

schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen von Trocknungseinheiten,

Figur 7

eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Trocknungseinheit,

Figuren 8A-8E

verschiedene Diagramme zur Verdeutlichung der Verringerung des Restfeuchtegrads durch die Trocknung,

Figuren 9A-9D

verschiedene schematische Darstellungen zur Lufttrocknung mit einem Diffuser bzw. mit Düsen,

Figur 10

eine schematische Darstellung eines Roboters mit einer Trocknungseinheit und einem Applikator, sowie

Figur 11

eine schematische Darstellung von einem Roboter zum Auftragen des Dekors und einem weiteren Roboter zum Trocknen der Bauteiloberfläche.

[0059] Die Figur 1 zeigt ein Lackierverfahren zur Dekorlackierung in Form eines Flussdiagramms.

[0060] In einem Verfahrensschritt BC (BC: Base Coat) wird eine Basislackschicht auf die Bauteiloberfläche des zu lackierenden Bauteils (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteil) aufgebracht. Die Basislackschicht kann einschichtig sein oder aus zwei Basislackschichten (BC1+BC2) bestehen. Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Basislackschicht wahlweise aus Nasslack oder Pulverlack bestehen kann. Die Basislackschicht wird vorzugsweise in herkömmlicher Weise mit einem Rotationszerstäuber oder einem Luftzerstäuber aufgebracht, der von einem mehrachsigen Lackierroboter geführt wird.

[0061] In einem Verfahrensschritt ZTR (ZTR: Zwischentrocknen) wird dann die gesamte Bauteiloberfläche zwischengetrocknet. Beispielsweise kann dieses Zwischentrocknen durch Lufttrocknen erfolgen, beispielsweise mit einer Lufttemperatur von +60°C bis +80°C. Jeweils ist zu erwähnen, dass im Rahmen der Zwischentrocknung die gesamte Bauteiloberfläche getrocknet wird, wozu das zu trocknende Bauteil beispielsweise in eine Trocknungskammer eingeführt werden kann, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.

[0062] In einem Schritt DC (DC: Decor Coat) wird dann ein Dekor (z.B. Zierstreifen, Grafik, Kontrastfläche oder Muster) auf das Bauteil aufgebracht, wobei das Dekor flächenmäßig auf einen bestimmten Dekorbereich begrenzt ist und sich nicht über die gesamte Bauteiloberfläche erstreckt.

[0063] In einem Schritt PTR (PTR: Partielles Trocknen) erfolgt dann ein flächenmäßig begrenztes (partielles) Trocknen innerhalb eines Trocknungsbereichs, der das Dekor mindestens teilweise umfasst. Dieses flächenmäßig begrenzte Trocknen kann beispielsweise durch Lufttrocknen oder durch Bestrahlung der Bauteiloberfläche erfolgen, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und im Übrigen auch später noch detailliert beschrieben wird.

[0064] In einem Schritt CC (CC: Clear Coat) wird dann eine Klarlackschicht aufgetragen. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Klarlackschicht einschichtig oder mehrschichtig sein kann. Weiterhin ist zu erwähnen, dass es sich bei dem Klarlack um einen Einkomponenten-Klarlack oder um einen Zweikomponenten-Klarlack handeln kann.

[0065] Grundsätzlich gilt, dass im Bereich der Automobilserienlackierung das Bauteil zumindest nach dem letzten Lackierschritt durch eine geeignete Einrichtung getrocknet bzw. eingebrannt wird. Wenn nachfolgend als letzter Schritt das Aufbringen einer Klarlackschicht beschrieben wird, so beinhaltet dies auch die Trocknung dieser letzten Klarlackschicht, sofern nicht lufttrocknende Lacke (z.B. Zweikomponenten-Lacke) verwendet werden.

[0066] Die Figuren 2A-2E zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Trocknungseinheit 1 zur Trocknung einer Beschichtung auf einem Bauteil 2, wobei die Trocknungseinheit 1 beispielsweise einen Luftstrom auf die Bauteiloberfläche des Bauteils 2 abgeben kann.

[0067] Die einzelnen Figuren unterscheiden sich hier durch die Formgebung des Bauteils und die entsprechend angepasste Formgebung der Trocknungseinheit. Die Trocknungseinheit 1 einerseits und das Bauteil 2 andererseits haben also komplementär angepasste Formen.

[0068] So ist das Bauteil 2 in Figur 2A eben, so dass auch die Trocknungseinheit 1 im Wesentlichen eben ist.

[0069] Bei der Erfindungsvariante gemäß Figur 2B ist das Bauteil 2 konvex, so dass die Trocknungseinheit 1 entsprechend konkav geformt ist.

[0070] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2C ist das Bauteil 2 dagegen konkav, so dass die Trocknungseinheit 1 entsprechend angepasst konvex ist.

[0071] Bei der Erfindungsvariante gemäß Figur 2D weist das Bauteil 2 eine in der Zeichnung nach oben hervorspringende Bauteilkante auf, so dass die Trocknungseinheit 1 entsprechend angepasst ist.

[0072] Schließlich weist die Trocknungseinheit 1 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2E eine hervorspringende Kante auf, die rechtwinklig zur Zeichnungsebene verläuft.

[0073] Figur 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Bauteils 2 mit einer Basislackschicht 3 und einem auf die Basislackschicht 3 aufgebrachten Dekor 4 innerhalb eines Dekorbereichs. Weiterhin zeigt die Zeichnung schematisch einen Trocknungsbereich 5, wobei die Basislackschicht 3 innerhalb des Trocknungsbereichs 5 flächenmäßig begrenzt getrocknet wird.

[0074] Hierbei ist der Trocknungsbereich 5 größer als der Dekorbereich des Dekors 4 und schließt den Dekorbereich vollständig mit ein.

[0075] Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Trocknungseinheit 1, welche das Dekor 4 durch Bestrahlung trocknet, beispielsweise mittels Infrarotstrahlung.

[0076] Hierbei ist auch eine Blende 6 dargestellt, welche die Bauteiloberfläche maskiert und die zu Trocknungszwecken dienende Strahlung nur im Bereich des Dekors 4 durchlässt, so dass die Trocknungseinheit 1 die Bauteiloberfläche flächenmäßig begrenzt innerhalb des Dekorbereichs trocknet.

[0077] Figur 5 zeigt eine weitere Abwandlung mit einer Angabe eines Abstands a zwischen der Trocknungseinheit 1 und der Bauteiloberfläche. Dadurch soll verdeutlicht werden, dass der Abstand a eine wesentliche Bedeutung für die korrekte Trocknung hat.

[0078] Die Figuren 6A bis 6E zeigen verschiedene Arten von Trocknungseinheiten 1.

[0079] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6A gibt die Trocknungseinheit 1 ausschließlich elektromagnetische Strahlung (z.B. Infrarot-Strahlung) zur Trocknung der Bauteiloberfläche ab.

[0080] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6B gibt die Trocknungseinheit 1 ausschließlich einen Luftstrom zur Lufttrocknung der Bauteiloberfläche ab.

[0081] Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6C kombiniert eine Trocknung durch einen Luftstrom und durch elektromagnetische Strahlung (z.B. Infrarot-Strahlung).

[0082] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6D weist die Trocknungseinheit 1 zusätzlich eine Unterdruckglocke 7 auf, die über die Bauteiloberfläche geführt wird, um die Bauteiloberfläche durch Unterdruck zu trocknen. Darüber hinaus gibt die Trocknungseinheit 1 hierbei auch elektromagnetische Strahlung (z.B. Infrarot-Strahlung) auf die Bauteiloberfläche ab. Dieses Ausführungsbeispiel kombiniert also eine Unterdrucktrocknung mit einer Strahlungstrocknung.

[0083] Schließlich zeigt Figur 6E eine reine Unterdrucktrocknung.

[0084] Figur 7 zeigt eine schematische Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Trocknungseinheit 1 zur flächenmäßig begrenzten Trocknung eines Bauteils 2, wobei die Trocknungseinheit 1 in Pfeilrichtung transportiert wird (in anderen Fällen könnte auch das Bauteil 2 transportiert werden). Die Trocknungseinheit 1 befindet sich hierbei über dem zu trocknenden Bauteil 2, so dass ein in der Breite begrenzter getrockneter Bereich 8 hinter der Trocknungseinheit 1 getrocknet wird.

[0085] Die Figuren 8A-8E zeigen verschiedene Verläufe eines Restfeuchtegrads F in der Basislackschicht 3 entlang der Breite b in Figur 13. Die Werte b=b1 und b=b2 markieren hierbei die Ränder des Trocknungsbereichs 8 in Figur 7. Der Wert F1 kennzeichnet den Restfeuchtegrad, der bei der erfindungsgemäßen, flächenmäßig begrenzten Trocknung erreicht wird. Der Wert F2 kennzeichnet dagegen den Restfeuchtegrad, der bei einer herkömmlichen Bauteiltrocknung erreicht wird, beispielsweise in einer Trocknungskammer.

[0086] Figur 8A zeigt eine Erfindungsvariante, bei welcher der Restfeuchtegrad F1 bei der flächenmäßig begrenzten Trocknung wesentlich größer ist als der Restfeuchtegrad F2, der bei der herkömmlichen, flächenmäßig unbegrenzten Trocknung erreicht wird. Der Restfeuchtegrad F1 ist in der Regel zu groß für eine einwandfreie Applikation einer Klarlackschicht, jedoch ist der Restfeuchtegrad F1 hinreichend kleiner für die Applikation des Dekors.

[0087] Figur 8B zeigt eine Erfindungsvariante, bei welcher der Restfeuchtegrad F1 bei der flächenmäßig begrenzten Trocknung gleich dem Restfeuchtegrad F2 ist, der bei der herkömmlichen, flächenmäßig unbegrenzten Trocknung erreicht wird.

[0088] Die Figuren 8C und 8D zeigen Abwandlungen der Figuren 8A bzw. 8B mit einem weniger randscharfen Übergang des Restfeuchtegrads F an den Rändern b=b1 und b=b2.

[0089] Schließlich zeigt Figur 8E eine Variante, bei der sich die Randschärfe des Restfeuchtegrads variieren lässt.

[0090] Die Figuren 9A-9D zeigen verschiedene Varianten von Trocknungseinheiten 1 zur Lufttrocknung.

[0091] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9A gibt die Trocknungseinheit 1 einen Luftstrom 9 über einen Diffusor 10 ab. Der Diffusor 10 sorgt also dafür, dass der Luftstrom 9 diffus ist.

[0092] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9B wird der Luftstrom 9 dagegen über zahlreiche Luftdüsen 11 abgegeben, wobei die Luftdüsen 11 parallel zueinander und rechtwinklig zur Oberfläche des Bauteils 2 ausgerichtet sind.

[0093] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9C sind die Luftdüsen 11 dagegen leicht schräg zur Oberfläche des Bauteils 2 ausgerichtet.

[0094] Schließlich sind die Luftdüsen 11 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9D unterschiedlich ausgerichtet. Am Rand des Trocknungsbereichs sind die Luftdüsen 11 schräg nach innen ausgerichtet. In der Mitte des Trocknungsbereichs sind die Luftdüsen dagegen rechtwinklig zur Bauteiloberfläche ausgerichtet.

[0095] Figur 10 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lackierroboters 12 mit mehreren Roboterarmen und einer hochbeweglichen Roboterhandachse, wobei der Lackierroboter 12 sowohl einen Applikator 13, vorzugsweise der eingangs erläuterten Art, als auch eine Trocknungseinheit 1 trägt. Der Applikator 13 dient hierbei zum Aufbringen des Dekors und kann auch zum Aufbringen der Basislackschicht verwendet werden, wenn hierfür kein anderer Applikator wie z. B. ein Rotationszerstäuber verwendet werden soll. Die Trocknungseinheit 1 dient dagegen zur flächenmäßig begrenzten Trocknung der Basislackschicht oder des Dekors.

[0096] Figur 11 zeigt eine Abwandlung, wobei der Lackierroboter 12 nur den Applikator 13 trägt, während die Trocknungseinheit 1 von einem zusätzlich mehrachsigen Roboter 14 geführt wird.

Bezugszeichenliste:

[0097] 

BC Auftrag Basislack

CC Auftrag Klarlack

DC Auftrag Dekor

F Restfeuchtegrad

F1 Restfeuchtegrad nach der flächenmäßig begrenzten Trocknung

F2 Restfeuchtegrad nach der flächenmäßig unbegrenzten Trocknung

PTR Flächenmäßig begrenzte Trocknung

TR Trocknung

ZTR Zwischentrocknung

1 Trocknungseinheit

2 Bauteil

3 Basislackschicht

4 Dekor

5 Trocknungsbereich

6 Blende

7 Unterdruckglocke

8 Trocknungsbereich

9 Luftstrom

10 Diffusor

11 Luftdüsen

12 Lackierroboter

13 Applikator

14 Roboter

Ansprüche

1. Lackierverfahren zum Lackieren eines Bauteils (2) mit einem Dekor (4), insbesondere zum Lackieren eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils, mit den folgenden Schritten:

a) Aufbringen einer Basislackschicht (3) auf das Bauteil (2),

b) Zwischentrocknung der Basislackschicht (3) auf dem gesamten Bauteil (2), insbesondere durch Lufttrocknung, beispielsweise mit einer Lufttemperatur von +60°C bis +80°C,

c) Aufbringen eines flächenmäßig begrenzten Dekors (4) auf die zwischengetrocknete Basislackschicht (3), insbesondere eines Zierstreifens, einer Grafik, einer Kontrastfläche oder eines Musters,

c1) wobei das Dekor (4) einen flächenmäßig begrenzten Dekorbereich auf dem Bauteil (2) umfasst, und

c2) wobei das Dekor (4) von einem Applikator aufgebracht wird, der ein Beschichtungsmittel randscharf und oversprayfrei aufträgt,

d) Flächenmäßig begrenzte Trocknung des Dekors (4) innerhalb eines Trocknungsbereichs (5; 8) zum Reduzieren des Gehalts an flüchtigen Bestandteilen, wobei

d1) der Trocknungsbereich (5; 8) den Dekorbereich einschließt,

d2) das Bauteil (2) nur flächenmäßig begrenzt innerhalb des Trocknungsbereichs (5; 8) getrocknet wird,

d3) der Trocknungsbereich (5; 8) den Dekorbereich mindestens teilweise umfasst, und

d4) der Trocknungsbereich (5; 8) über das Bauteil (2) bewegt wird, insbesondere mittels eines mehrachsigen Trocknungsroboters, der eine Trocknungseinheit (1) über das Bauteil (2) bewegt,

e) Aufbringen einer Klarlackschicht auf die Basislackschicht (3) und das Dekor (4).

2. Lackierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) dass bei der flächenmäßig begrenzten Trocknung des Bauteils (2) ein erster Restfeuchtegrad (F1) erreicht wird,

b) dass bei einer flächenmäßig unbegrenzten Trocknung des Bauteils (2) ein zweiter Restfeuchtegrad (F2) erreicht wird, und

c) dass der bei der flächenmäßig begrenzten Trocknung erreichte erste Restfeuchtegrad (F1) im Wesentlichen gleich dem bei der flächenmäßig unbegrenzten Trocknung erreichten zweiten Restfeuchtegrad (F2) ist, oder

d) dass der bei der flächenmäßig begrenzten Trocknung erreichte erste Restfeuchtegrad (F1) größer ist als der bei der flächenmäßig unbegrenzten Trocknung erreichte zweite Restfeuchtegrad (F2) oder

e) dass der bei der flächenmäßig begrenzten Trocknung erreichte erste Restfeuchtegrad (F1) kleiner ist als der bei der flächenmäßig unbegrenzten Trocknung erreichte zweite Restfeuchtegrad (F2).

3. Lackierverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass bei flächenmäßig unbegrenzter Trocknung und/oder bei flächenmäßig begrenzter Trocknung eine Restfeuchte erreicht wird, die geeignet ist, um bei dem nachfolgenden Lackauftrag eine störungsfreie Oberfläche zu erzielen.

4. Lackierverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flächenmäßig unbegrenzte Trocknung und/oder die flächenmäßig begrenzte Trocknung durch mindestens eines der folgenden Trocknungsverfahren erfolgt:

a) Bestrahlen des zu trocknenden Bauteils (2) mit Strahlung, insbesondere mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mit Mikrowellen-Strahlung, Infrarot-Strahlung oder Ultraviolett-Strahlung, insbesondere durch LEDs, OLEDs, Halogenlampen oder Carbon-Infrarot-Strahler, insbesondere mit einer Wellenlänge von

a1) 0,8µm-1,2µm,

a2) 1,2µm-4µm,

a3) 4µm-10µm, oder

a4) 1-100 cm,

b) Bestrahlen des zu trocknenden Bauteils (2) durch Elektronenbeschuss

c) Lufttrocknung, insbesondere

c1) mit kalter Luft im Temperaturbereich von 0°C bis +40°C, insbesondere im Temperaturbereich von +10°C bis +25°C, und/oder

c2) mit warmer Luft im Temperaturbereich von +40°C bis +300°C, insbesondere im Temperaturbereich von +60°C bis +220°C, insbesondere im Temperaturbereich von +80°C bis +160°C, und/oder

c3) mit trockener Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von weniger als 20%, 10%, 5% oder 1%, und/oder

d) Unterdrucktrocknung, wobei das zu trocknende Bauteil (2) einem Unterdruck ausgesetzt wird.

5. Lackierverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

a) dass der flächenmäßig begrenzte Trocknungsbereich (5; 8) durch eine Blende (6) maskiert wird, so dass die Strahlung oder ein Luftstrom im Wesentlichen nur auf den Trocknungsbereich (5; 8) trifft, und/oder

b) dass die Unterdrucktrocknung mittels einer Unterdruckglocke (7) erfolgt, die über die zu trocknende Bauteiloberfläche geführt wird und einen örtlich begrenzten Unterdruck erzeugt, und/oder

c) dass bei der Lufttrocknung ein Luftstrom (9) durch einen Diffusor (10) auf die zu trocknende Bauteiloberfläche gerichtet wird, so dass der Luftstrom (9) diffus auf die zu trocknende Bauteiloberfläche auftrifft, und/oder

d) dass der Diffusor (10) ein Drahtgeflecht, porös gesintertes Metall oder porös gesinterte Keramik oder porös gesinterter Kunststoff aufweist, und/oder

e) dass bei der Lufttrocknung ein Luftstrom (9) durch mindestens eine Düse (11) auf die zu trocknende Bauteiloberfläche gerichtet wird, und/oder

f) dass die mindestens eine Düse (11) rechtwinklig zu der zu trocknenden Bauteiloberfläche ausgerichtet ist, oder

g) dass die mindestens eine Düse (11) schräg zu der zu trocknenden Bauteiloberfläche ausgerichtet ist, oder

h) dass mindestens eine Düse (11) am Umfangsrand des Trocknungsbereichs (5; 8) schräg nach innen und mindestens eine Düse in der Mitte des Trocknungsbereichs (5; 8) im Wesentlichen rechtwinklig zu der zu trocknenden Bauteiloberfläche ausgerichtet ist, und/oder

i) dass die Düsen ohne Symmetrie in einer Mehrzahl voneinander verschiedener Winkel diffus angeordnet sind.

6. Lackierverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet

a) dass das Bauteil (2) mittels einer Trocknungseinheit (1) getrocknet wird,

b) dass die Trocknungseinheit (1) Luft oder Strahlung abgibt,

c) dass die Trocknungseinheit (1) eine Form aufweist, die an die Form des Bauteils (2) angepasst ist, insbesondere mit

c1) einer ebenen Form der Trocknungseinheit (1), und/oder

c2) einer konvexen Form der Trocknungseinheit (1), und/oder

c3) einer konkaven Form der Trocknungseinheit (1)und/oder

C4) einer Form entsprechend der inversen Form des Bauteils.

7. Lackierverfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

a) dass die Trocknungseinheit (1) gemeinsam mit dem Applikator (13) entlang einer Lackierbahn über das Bauteil (2) bewegt wird, insbesondere durch einen mehrachsigen Lackierroboter (12),

b) dass auf einer gemeinsamen Lackierbahn sowohl die Trocknungseinheit (1) das Bauteil (2) trocknet als auch der Applikator (13) das Dekor (4) aufträgt, oder

c) dass zunächst auf einer ersten Bewegungsbahn die Trocknungseinheit (1) das Bauteil (2) trocknet und dann auf einer zweiten Bewegungsbahn der Applikator (13) das Dekor (4) aufträgt, oder

d) dass zunächst auf einer ersten Bewegungsbahn der Applikator (13) das Dekor (4) aufträgt und dann auf einer zweiten Bewegungsbahn die Trocknungseinheit (1) das Bauteil (2) trocknet.

8. Lackieranlage zum Lackieren eines Bauteils (2) mit einem Dekor (4), insbesondere zum Lackieren eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils, mit

a) einer Applikationseinrichtung zum Aufbringen einer Lackschicht (3) auf das Bauteil (2), insbesondere einer Basislackschicht (3), und

b) einer Applikationseinrichtung zum Aufbringen des flächenmäßig begrenzten Dekors (4) auf das Bauteil (2), insbesondere eines Zierstreifens, einer Grafik, einer Kontrastfläche oder eines Musters,

b1) wobei das Dekor (4) einen flächenmäßig begrenzten Dekorbereich auf dem Bauteil (2) umfasst,

b2) wobei die Applikationseinrichtung zum Aufbringen des Dekors ein Beschichtungsmittel randscharf und oversprayfrei aufträgt,

c) einer Trocknungseinheit (1) zum Trocknen des Bauteils (2) zum Reduzieren des Gehalts an flüchtigen Bestandteilen, wobei

c1) die Trocknungseinheit (1) das Bauteil (2) nur flächenmäßig begrenzt innerhalb eines Trocknungsbereichs (5; 8) trocknet und

c2) der Trocknungsbereich (5; 8) den Dekorbereich mindestens teilweise umfasst, und

c3) die Trocknungseinheit (1) den Trocknungsbereich (5; 8) über das Bauteil bewegt, insbesondere mittels eines mehrachsigen Trocknungsroboters, der die Trocknungseinheit (1) über das Bauteil (1) bewegt,

dadurch gekennzeichnet,

d) dass die Lackieranlage ausgebildet und geeignet sind, die Schritte des Lackierverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.

9. Lackieranlage nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,

a) dass die Applikationseinrichtung (13) zum Aufbringen der Lackschicht (3) und/oder die Applikationseinrichtung (13) zum Aufbringen des Dekors (4) von einem mehrachsigen Lackierroboter (12) beweglich geführt wird, und

b) dass die Trocknungseinheit (1) von einem mehrachsigen Trocknungsroboter beweglich geführt wird.

10. Lackieranlage nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,

a) dass die Applikationseinrichtung zum Aufbringen der Lackschicht (3) und/oder die Applikationseinrichtung zum Aufbringen des Dekors (4) von einem mehrachsigen Lackierroboter (12) beweglich geführt wird, und

b) dass die Trocknungseinheit (1) ebenfalls an dem Lackierroboter (12) angebracht ist und von dem Lackierroboter (12) beweglich geführt wird, und

c) dass die Trocknungseinheit (1) an dem Lackierroboter (12) in Bewegungsrichtung

c1) vor der Applikationseinrichtung (13),

c2) hinter der Applikationseinrichtung (13), oder

c3) vor der Applikationseinrichtung (13) und hinter der Applikationseinrichtung (13) angebracht ist, und/oder

d) dass die Trocknungseinheit (1) einerseits und die Applikationseinrichtung zum Aufbringen der Lackschicht (3) und/oder die Applikationseinrichtung (13) zum Aufbringen des Dekors (4) andererseits gleichzeitig betrieben werden können, und

e) dass die Trocknungseinheit (1) und die Applikationseinrichtung (13) zum Aufbringen des Dekors (4) so an dem Lackierroboter (12) angebracht sind, dass bei einer Bahnbewegung des Lackierroboters (12) das Dekor (4) aufgebracht und das Bauteil (2) getrocknet werden kann.

11. Lackieranlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinheit (1) zur Trocknung Strahlung oder Luft und Unterdruck verwendet.

12. Lackieranlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinheit (1) so dimensioniert und eingerichtet ist, dass eine partielle oder flächenmäßig begrenzte Trocknung erzielbar ist.

13. Lackieranlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinheit (1) eine Blende (6) enthält, durch die Strahlung oder ein Luftstrom im Wesentlichen nur auf den Trocknungsbereich (5; 8) trifft.

14. Lackieranlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trocknungseinheit (1) die zumindest eine Düse (11) rechtwinklig zu der zu trocknenden Bauteiloberfläche ausgerichtet ist.

Claims

1. Painting method for painting a component (2) with a decor (4), in particular for painting a motor vehicle bodywork component, comprising the following steps:

a) applying a base coat layer (3) onto the component (2),

b) intermediate drying of the base coat layer (3) on the entire component (2), in particular by air drying, for example, with an air temperature of +60°C to +80°C,

c) applying a decor (4) limited in area on the intermediate dried base coat layer (3), particularly a decorative stripe, a graphic, a contrast surface or a pattern,

c1) wherein the decor (4) comprises a decor area limited in area on the component (4),

c2) wherein the decor (4) is applied by an applicator which applies a coating agent sharp-edged and overspray-free,

d) limited area drying of the decor (4) within a drying region (5; 8) for reducing the content of volatile components, wherein

d1) the drying region (5; 8) includes the decor area,

d2) the component (2) is dried only in a limited area within the drying region (5; 8),

d3) the drying region (5; 8) includes the decor area at least partially, and

d4) the drying region (5; 8) is moved over the component (2), particularly by means of a drying robot, which moves a drying unit (1) over the component (2),

e) applying a clear coat layer on the base coat layer (23) and the decor (4).

2. Painting method according to claim 1,
characterised in that

a) during the limited area drying of the component (2), a first residual moisture level (F1) is achieved,

b) in that during an unlimited area drying of the component (2), a second residual moisture level (F2) is achieved, and

c) in that the first residual moisture level (F1) achieved during the limited area drying is essentially the same as the second residual moisture level (F2) achieved with the unlimited area drying, or

d) in that the first residual moisture level (F1) achieved during the limited area drying is higher than the second residual moisture level (F2) achieved with the unlimited area drying, or

e) in that the first residual moisture level (F1) achieved during the limited area drying is lower than the second residual moisture level (F2) achieved with the unlimited area drying.

3. Painting method according to one of the preceding claims, characterised in that with unlimited area drying and/or with limited area drying, a residual moisture level is achieved which is suitable for achieving a fault-free surface for the subsequent paint application.

4. Painting method according to one of the preceding claims, characterised in that the unlimited area drying and/or the limited area drying takes place by means of at least one of the following drying methods:

a) irradiating the component (2) to be dried with radiation, in particular with electromagnetic radiation, in particular with microwave radiation, infrared radiation or ultraviolet radiation, in particular by means of LEDs, OLEDs, halogen lamps or carbon infrared radiators, in particular with a wavelength of

a1) 0.8µm-1.2µm,

a2) 1.2µm-4µm,

a3) 4µm-10µm, or

a4) 1-100 cm,

b) irradiating the component (2) to be dried by electron bombardment,

c) air drying, in particular

c1) with cold air in the temperature range from 0°C to +40°C, in particular in the temperature range from +10°C to +25°C, and/or

c2) with hot air in the temperature range from +40°C to +300°C, in particular in the temperature range from +60°C to +220°C, in particular in the temperature range from +80°C to +160°C, and/or

c3) with dry air with a relative air humidity of less than 20%, 10%, 5% or 1%, and/or

d) negative pressure drying, wherein the component (2) to be dried is subjected to a negative pressure.

5. Painting method according to one of the preceding claims, characterised in that

a) the limited area drying region (5; 8) is masked by a shield (6) so that the radiation or an air stream essentially only impacts upon the drying region (5; 8), and/or

b) in that the negative pressure drying takes place by means of a negative pressure bell (7) which is guided over the component surface to be dried and generates a locally delimited negative pressure, and/or

c) in that with the air drying, an air stream is directed through a diffuser (10) onto the component surface to be dried, so that the air stream (9) diffusely impacts upon the component surface to be dried, and/or

d) in that the diffuser (10) can comprise a wire mesh, porous sintered metal or porous sintered ceramic or porous sintered plastics, and/or

e) in that with the air drying, an air stream (9) is directed through at least one nozzle (11) onto the component surface to be dried, and/or

f) in that the at least one nozzle (11) is oriented perpendicularly to the component surface to be dried, or

g) in that the at least one nozzle (11) is oriented obliquely to the component surface to be dried, or

h) in that at least one nozzle (11) at the peripheral edge of the drying region (5; 8) is oriented obliquely inwardly and at least one nozzle in the centre of the drying region (5; 8) is oriented essentially perpendicularly to the component surface to be dried, and/or

i) in that the nozzles are diffusely arranged without symmetry at a plurality of mutually different angles.

6. Painting method according to one of the preceding claims, characterised in that

a) the component (2) is dried by means of a drying unit (1),

b) in that the drying unit (1) emits air or radiation,

c) in that the drying unit (1) has a form which is adapted to the form of the component (2), in particular with

c1) a planar form of the drying unit (1), and/or

c2) a convex form of the drying unit (1), and/or

c3) a concave form of the drying unit (1), and/or

c4) a form corresponding to the inverse of the form of the component.

7. Painting method according to claim 6,
characterised in that

a) the drying unit (1) is moved together with the applicator (13) along a painting path over the component (2), in particular by means of a multi-axis painting robot (12),

b) in that on a common painting path, both the drying unit (1) dries the component (2) and also the applicator (13) applies the decorative layer (4), or

c) in that initially on a first movement path, the drying unit (1) dries the component (2) and then on a second movement path, the applicator (13) applies the decorative layer (4), or

d) in that initially on a first movement path, the applicator (13) applies the decorative layer (4) and then on a second movement path, the drying unit (1) dries the component (2).

8. Painting facility for painting a component (2) with a decor, in particular for painting a motor vehicle bodywork component, comprising:

a) an application apparatus (13) for applying a paint layer (3) onto the component (2), in particular a base coat layer (3),

b) an application apparatus for applying a limited area decorative layer (4) onto the component (2), in particular a decorative stripe, a graphic, a contrast surface or a pattern,

b1) wherein the decorative layer (4) comprises a limited area decorative region on the component (2),

b2) wherein the application apparatus for applying the decor (4) applies a coating agent sharp-edged and overspray-free,

c) a drying unit (1) for drying the component (2) to reduce the content of volatile constituents,

c1) wherein the drying unit (1) dries the component (2) only in a limited area within a drying region (5; 8) and

c2) the drying region (5; 8) at least partially encompasses the decorative region, and

c3) the drying unit (1) moves the drying region (5; 8) over the component, in particular by means of a multi-axis drying robot which moves the drying unit (1) over the component (1),

characterised in that

d) the painting facility is configured and suitable to execute the steps of the painting method according to any of the preceding claims.

9. Painting facility according to claim 8,
characterised in that

a) the application apparatus (13) for applying the paint layer (3) and/or the application apparatus (13) for applying the decorative layer (4) is movably guided by a multi-axis painting robot (12), and

b) in that the drying unit (1) is movably guided by a multi-axis drying robot.

10. Painting facility according to claim 8 or 9,
characterised in that

a) the application apparatus for applying the paint layer (3) and/or the application apparatus for applying the decorative layer (4) is movably guided by a multi-axis painting robot (12), and

b) in that the drying unit (1) is also mounted on the painting robot (12) and is movably guided by the painting robot (12), and

c) in that the drying unit (1) is mounted on the painting robot (12), in the movement direction,

c1) in front of the application apparatus (13),

c2) behind the application apparatus (13), or

c3) in front of the application apparatus (13) and behind the application apparatus (13), and

d) in that the drying unit (1) and the application apparatus for applying the paint layer (3) and/or the application apparatus (13) for applying the decorative layer (4) can be operated simultaneously, and

e) that the drying unit (1) and the application apparatus (13) for applying the decorative layer (4) are mounted on the painting robot (12) so that during a path movement of the painting robot (12), the decorative layer (4) can be applied and the component (2) can be dried.

11. Painting facility according to one of the claims 8 to 10, characterised in that the drying unit (1) uses radiation and/or air and/or negative pressure for drying.

12. Painting facility according to one of the claims 8 to 11, characterised in that the drying unit (1) is dimensioned and configured so that a partial or limited area drying is achievable.

13. Painting facility according to one of the claims 8 to 12, characterised in that the drying unit (1) comprises a shield (6) by means of which radiation or an air stream substantially only impacts upon the drying region (5; 8).

14. Painting facility according to claim 13, characterised in that, in the drying unit (1) the at least one nozzle (11) is oriented perpendicular to the component surface to be dried.

Revendications

1. Procédé de peinture pour la peinture d'un composant (2) avec une décoration (4), plus particulièrement pour la peinture d'un composant de carrosserie de véhicule automobile, avec les étapes suivantes :

a) application d'une couche de peinture de base (3) sur le composant (2),

b) séchage intermédiaire de la couche de peinture de base (3) sur tout le composant (2), plus particulièrement par séchage à l'air, par exemple avec une température d'air de +60 °C à +80 °C,

c) application d'une décoration (4) limitée en surface sur la couche de peinture de base (3) séchée de manière intermédiaire, plus particulièrement d'une bande décorative, d'un graphisme, d'une surface de contraste ou d'un motif,

c1) dans lequel la décoration (4) comprend une zone de décoration limitée en surface sur le composant (2) et

c2) dans lequel la décoration (4) est appliquée par un applicateur qui applique un produit de revêtement avec des bords nets et sans excès de pulvérisation,

d) séchage limité en surface de la décoration (4) à l'intérieur d'une zone de séchage (5 ; 8) pour la réduction de la teneur en composants volatils, dans lequel

d1) la zone de séchage (5 ; 8) inclut la zone de décoration,

d2) le composant (2) n'est séché que de manière limitée en surface à l'intérieur de la zone de séchage (5 ; 8),

d3) la zone de séchage (5 ; 8) comprend la zone de décoration au moins partiellement et

d4) la zone de séchage (5 ; 8) est déplacée au-dessus du composant (2), plus particulièrement au moyen d'un robot de séchage multi-axial qui déplace une unité de séchage (1) au-dessus du composant (2),

e) application d'une couche de vernis sur la couche de peinture de base (3) et sur la décoration (4).

2. Procédé de peinture selon la revendication 1, caractérisé en ce que a)

lors du séchage limité en surface du composant (2), un premier taux d'humidité résiduelle (F1) est atteint,

b) lors d'un séchage non limité en surface du composant (2), un deuxième taux d'humidité résiduelle (F2) est atteint et

c) le premier taux d'humidité résiduelle (F1) atteint lors du séchage limité en surface est globalement égal au deuxième taux d'humidité résiduelle (F2) atteint lors du séchage non limité en surface ou

d) le premier taux d'humidité résiduelle (F1) atteint lors du séchage limité en surface est supérieur au deuxième taux d'humidité résiduelle (F2) atteint lors du séchage non limité en surface ou

e) le premier taux d'humidité résiduelle (F1) atteint lors du séchage limité en surface est inférieur au deuxième taux d'humidité résiduelle (F2) atteint lors du séchage non limité en surface.

3. Procédé de peinture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que
lors du séchage non limité en surface et/ou lors du séchage limité en surface, une humidité résiduelle est atteinte, telle que l'application de peinture suivante permette d'obtenir une surface sans défaut.

4. Procédé de peinture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le séchage non limité en surface et/ou le séchage limité en surface a lieu à l'aide d'au moins un des procédés de séchage suivants :

a) irradiation du composant (2) à sécher avec un rayonnement, plus particulièrement avec un rayonnement électromagnétique, plus particulièrement avec un rayonnement à micro-ondes, un rayonnement infrarouge ou un rayonnement ultraviolet, plus particulièrement au moyen de LED, d'OLED, de lampes halogènes ou d'émetteurs infrarouges carbone, plus particulièrement avec une longueur d'onde de

a1) 0,8 µm - 1,2 µm,

a2) 1,2 µm - 4 µm,

a3) 4 µm - 10 µm ou

a4) 1 - 100 cm,

b) irradiation du composant (2) à sécher par un bombardement d'électrons,

c) séchage à l'air, plus particulièrement

c1) avec de l'air froid dans un intervalle de températures de 0 °C à +40 °C, plus particulièrement dans un intervalle de températures de +10 °C à +25 °C et/ou

c2) avec de l'air chaud dans un intervalle de températures de +40 °C à +300 °C, plus particulièrement dans un intervalle de températures de +60 °C à +220 °C, plus particulièrement dans un intervalle de températures de +80 °C à +160 °C et/ou

c3) avec de l'air sec avec une humidité relative inférieure à 20 %, 10 %, 5 % ou 1 % et/ou

d) séchage par dépression, dans lequel le composant (2) à sécher est soumis à une dépression.

5. Procédé de peinture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que

a) la zone de séchage limitée en surface (5 ; 8) est masquée par un masque (6), de façon à ce que le rayonnement ou un flux d'air soit appliqué globalement uniquement sur la zone de séchage (5 ; 8) et/ou

b) le séchage par dépression est effectué au moyen d'une cloche à dépression (7) qui est guidée au-dessus de la surface du composant à sécher et qui génère une dépression limitée localement et/ou

c) lors du séchage à l'air, un flux d'air (9) est dirigé par un diffuseur (10) vers la surface du composant à sécher, de façon à ce que le flux d'air (9) arrive de manière diffuse sur la surface du composant à sécher et/ou

d) le diffuseur (10) est un treillis métallique, un métal fritté poreux ou une céramique frittée poreuse ou une matière plastique frittée poreuse et/ou

e) lors du séchage à l'air, un flux d'air (9) est dirigé par au moins une buse (11) vers la surface du composant à sécher et/ou

f) l'au moins une buse (11) est orientée perpendiculairement par rapport à la surface du composant à sécher ou

g) l'au moins une buse (11) est inclinée par rapport à la surface du composant à sécher ou

h) l'au moins une buse (11) est inclinée vers l'intérieur sur le bord périphérique de la zone de séchage (5 ; 8) et au moins une buse au centre de la zone de séchage (5 ; 8) est orientée globalement perpendiculairement par rapport à la surface du composant à sécher et/ou

i) les buses sont disposées de manière diffuse sans symétrie avec une pluralité d'angles différents les uns des autres.

6. Procédé de peinture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que

a) le composant (2) est séché au moyen d'une unité de séchage (1),

b) l'unité de séchage (1) émet de l'air ou un rayonnement,

c) l'unité de séchage (1) présente une forme qui est adaptée à la forme du composant (2), plus particulièrement avec

c1) une forme plane de l'unité de séchage (1) et/ou

c2) une forme convexe de l'unité de séchage (1) et/ou

c3) une forme concave de l'unité de séchage (1) et/ou

c4) une forme correspondant à la forme inverse du composant.

7. Procédé de peinture selon la revendication 6,
caractérisé en ce que

a) l'unité de séchage (1) est déplacée conjointement avec l'applicateur (13) le long d'une trajectoire de peinture au-dessus du composant (2), plus particulièrement à l'aide d'un robot de peinture multi-axial (12),

b) sur une trajectoire de peinture commune, l'unité de séchage (1) sèche le composant (2) tandis que l'applicateur (13) applique la décoration (4) ou

c) l'unité de séchage (1) sèche d'abord le composant (2) sur une première trajectoire de déplacement puis l'applicateur (13) applique la décoration (4) sur une deuxième trajectoire de déplacement ou

d) l'applicateur (13) applique d'abord la décoration (4) sur une première trajectoire de déplacement puis l'unité de séchage (1) sèche le composant (2).

8. Installation de peinture pour la peinture d'un composant (2) avec une décoration (4), plus particulièrement pour la peinture d'un composant de carrosserie de véhicule automobile, avec

a) un dispositif d'application pour l'application d'une couche de peinture (3) sur le composant (2), plus particulièrement d'une couche de peinture de base (3) et

b) un dispositif d'application pour l'application de la décoration (4) limitée en surface sur le composant (2), plus particulièrement d'une bande décorative, d'un graphisme, d'une surface de contraste ou d'un motif,

b1) dans lequel la décoration (4) comprend une zone de décoration limitée en surface sur le composant (2),

b2) dans lequel le dispositif d'application applique, pour l'application de la décoration, un produit de revêtement avec des bords nets et sans excès de pulvérisation,

c) une unité de séchage (1) pour le séchage du composant (2) pour la réduction de la teneur en composants volatils, dans laquelle

c1) l'unité de séchage (1) sèche le composant (2) de manière limitée en surface à l'intérieur d'une zone de séchage (5 ; 8) et

c2) la zone dé séchage (5 ; 8) comprend la zone de décoration au moins partiellement et

c3) l'unité de séchage (1) déplace la zone de séchage (5 ; 8) au-dessus du composant, plus particulièrement au moyen d'un robot de séhcgae multi-axial, qui déplace l'unité de séchage (1) au-dessus du composant (1)

caractérisée en ce que

d) l'installation de peinture est conçue et adaptée pour exécuter les étapes du procédé de peinture selon l'une des revendications précédentes.

9. Installation de peinture selon la revendication 8,
caractérisée en ce que

a) le dispositif d'application (13) est guidé de manière mobile pour l'application de la couche de peinture (3) et/ou le dispositif d'application (13) est guidé de manière mobile pour l'application de la décoration (4) par un robot de peinture multi-axial (12) et

b) l'unité de séchage (1) est guidée de manière mobile par un robot de séchage multi-axial.

10. Installation de peinture selon la revendication 8 ou 9,
caractérisée en ce que

a) le dispositif d'application est guidé de manière mobile pour l'application de la couche de peinture (3) et/ou le dispositif d'application est guidé de manière mobile pour l'application de la décoration (4) par un robot de peinture multi-axial (12) et

b) l'unité de séchage (1) est également montée sur le robot de peinture (12) et est guidée de manière mobile par le robot de peinture (12) et

c) l'unité de séchage (1) est montée sur le robot de peinture (12), dans la direction du déplacement,

c1) avant le dispositif d'application (13),

c2) après le dispositif d'application (13) ou

c3) avant le dispositif d'application (13) et après le dispositif d'application (13) et/ou

d) l'unité de séchage (1) d'une part et le dispositif d'application pour l'application de la couche de peinture (3) et/ou le dispositif d'application (13) pour l'application de la décoration (4) d'autre part peuvent fonctionner simultanément et

e) l'unité de séchage (1) et le dispositif d'application (13) pour l'application de la décoration (4) sont montés sur le robot de peinture (12) de façon à ce que, lors d'un déplacement du robot de peinture (12), la décoration (4) puisse être appliquée et le composant (2) puisse être séché.

11. Installation de peinture selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que l'unité de séchage (1) utilise, pour le séchage, un rayonnement ou de l'air et une dépression.

12. Installation de peinture selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que l'unité de séchage (1) est dimensionnée et conçue de façon à ce qu'un séchage partiel ou limité en surface puisse être obtenu.

13. Installation de peinture selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que l'unité de séchage (1) comprend un masque (6) grâce auquel le rayonnement ou un flux d'air n'atteint globalement que la zone de séchage (5 ; 8).

14. Installation de peinture selon la revendication 13, caractérisée en ce que, dans l'unité de séchage (1), l'au moins une buse (11) est orientée perpendiculairement par rapport à la surface du composant à sécher.

Zeichnung