Verbundprojekt: "Innovative Technologie zur effizienten Beschichtung faserverstärkter Kunststoff"

Teilprojekt: Charakterisierung der Lackierbarkeit der SMC-Materialien"

Förderer:
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

geförderte Projektpartner:
 -Zentrum für angewandte Forschung und Technologie e.V. (ZAFT) an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW)
- Institut für Holztechnologie Dresden gGmbH (IHD)
- OZF Oberflächenbeschichtungszentrum GmbH + Co (OZF)
- IBT InfraBioTech GmbH (IBT)
- Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.

assoziierte Projektpartner: DaimlerChrysler AG, Karl Wörwag Lack- und Farbenfabrik GmbH & Co. KG, Akzo Nobel Interpon, Jungheinrich AG, Polytec Composites GmbH (ehem. Menzolit Fibron GmbH), Mitras Composites Systems GmbH

Ansprechpartner:
Dr. Anett Müller
Dr. Cornelia Bellmann
Dr. Karina Grundke

Laufzeit:
11/2006 - 04/2009

Abstract
Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen werden zunehmend als Komponenten in Fahrzeugen, im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Heizungstechnik und in der Elektronikindustrie (z.B. Schaltschränke) eingesetzt. Vor allem SMC (englisch: Sheet Moulding Compounds) und BMC (Bulk Moulding Compounds) bieten ökologische und ökonomische Vorteile, die insbesondere die Gewichtsreduktion gegenüber Stahl bei vergleichbarer Festigkeit sowie weitgehender Designfreiheit und effiziente Herstellung (Pressen) betreffen. Zur Realisierung einer einheitlichen Optik bei Mehrkomponenten-Aufbauten sowie als Schutz vor Witterungseinflüssen ist in der Regel eine Beschichtung dieser Teile erforderlich. In der Automobilindustrie wird zudem eine geeignete Primerschicht aufgebracht, um den nachfolgenden Lackaufbau unbeeinflusst von substratbedingten Inhomogenitäten zu realisieren.

Nach dem Stand der Technik erfolgt dies bis heute in der Regel mit lösemittelhaltigen Flüssiglacksystemen. Ein Einsatz der ökonomisch und ökologisch vorteilhaften Pulverlacktechnologie ist bis jetzt durch die unzureichende Leitfähigkeit der faserverstärkten Kunststoffe, in Folge von Inhomogenitäten an der Oberfläche/Grenzfläche und in oberflächennahen Regionen sowie von Ausgasungen im Einbrennprozess noch nicht realisiert.

Gesamtziel des Projektes ist es, eine effektive und umweltfreundliche Beschichtungstechnologie zu entwickeln, die künftig eine qualitativ hochwertige Beschichtung faserverstärkter Kunststoffe unter weitgehender Vermeidung manueller Nacharbeit bzw. unter drastischer Absenkung der Ausschussrate ermöglicht.

Am IPF werden zwei Teilprojekte in interdisziplinärer Zusammenarbeit bearbeitet. Ein Teilprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung und Modifizierung von Substanzen und Applikationsmethoden zur chemischen Leitfähigkeitsausrüstung von SMC-Substraten.

Unsere Arbeiten konzentrieren sich insbesondere auf die Charakterisierung der Lackierbarkeit von SMC-Materialien durch physikalisch-chemische, mikroskopische und spektroskopische Methoden. Dazu ist es notwendig, die Zusammenhänge zwischen den Oberflächeneigenschaften von SMC, auftretenden Beschichtungsfehlern und Delaminationen in den äußeren SMC-Schichten grundlegend zu untersuchen. Die Oberflächen der unlackierten und lackierten SMC werden umfassend charakterisiert (Kontaktwinkel, MicroGlider®, AFM, REM, XPS, FTIR-ATR, Strömungspotential).

Durch die im Rahmen des Projektes erarbeiteten antistatischen Materialien, Erkenntnisse, analytischen Methoden und technologischen Lösungen soll künftig eine qualitativ hochwertige, fehler- und kostenminimierte Lackierung von SMC-Bauteilen gewährleistet werden, die insbesondere auch mit umweltfreundlichen Beschichtungsverfahren, wie der Pulverlackierung, realisiert wird.