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Problemstellung:
Die qualitatativ hochwertige Karosserielackierung erfordert kostenintensive Verfahren mit hohem Energie- und Materialverbrauch. Das betrifft vor allem Spritzverfahren für Füller und Decklack sowie Umluft-Trocknungsverfahren.
Bei den Spritzverfahren entstehen Lackverluste durch sogenanntes Overspray, die energieintensive Entsorgungsmaßnahmen erfordern. Die zur Oversprayentfernung installierte Lufttechnik der Spritzkabinen benötigt zur Luftkonditionierung ca. 45 % des Energiebedarfs der Lackierprozesskette. Bei Vermeidung des Lackoversprays ist dieser Energieaufwand auf ein Bruchteil mi-nimierbar.
Der zweite energieintensive Bereich der Karosserielackierung ist der Betrieb von Trocknern. Hier fallen hohe Wärmeverluste an, u.a. über Abluft, Abgase und Luftschleusen. Dafür muss ein Energieanteil von ca. 20 % des Lackierprozesses eingesetzt werden, der mit anlagen- und steuerungstechnischen Maßnahmen deutlich reduziert werden kann.
Darüber hinaus kann durch Vermeidung der lackiertechnischen Nachteile einer komplexen Karosseriekonstruktion das Gesamtkonzept der Lackierprozesskette energie- und ressourceneffizienter gestaltet werden. Hier bietet die Lackierung von Karosserie-Modulen Vorteile: Die Lackieranlagen können kompakter ausgelegt und mit lackverlustarmen Beschichtungsverfahren betrieben werden.

Projektziele:
Die aus den Problemstellungen abgeleiteten Teilprojekte waren auf die Entwicklung energie- und ressourceneffizienter Verfahren zur Karosseriebeschichtung und -trocknung sowie auf die Reduzierung des prozesstechnischen Aufwands der gesamten Prozesskette Lackierung ausgerichtet.
Teilprojekt Lackverlustfreie Beschichtungsverfahren:
Es wurden Beschichtungsverfahren und dafür angepasste Beschichtungsmaterialien entwickelt, die eine spezifikationsgerechte Alternative zu den bisher verwendeten Spritzverfahren darstellen. Dabei konnten die Lackverluste deutlich vermindert werden, was auch die weitgehende Reduzierung der energieintensiven Kabinenbelüftungen ermöglicht.
Teilprojekt Neue Trocknerkonzepte:
Es konnten umsetzbare Lösungen für den energieeffizienten Betrieb vorhandener Trockner bzw. Trocknerkomponenten entwickelt werden. Einsparpotenziale für Anlagen-Neuentwicklungen wurden aufgezeigt. Die Verbesserungsmaßnahmen zielen u.a. auf Wirkungsgraderhöhungen, Reduzierung der Luftvolumina und Verminderung von Wärmeverlusten.
Teilprojekt Modulares Produkt- / Lackierkonzept:
Die Karosserielackierung soll durch das Konzept ¿Rahmenkonstruktion mit modularen Anbauteilen mit Außenhautanteil¿ dargestellt werden. Dies erfolgt unter konsequenter Nutzung der energie- und materialrelevanten Vorteile der Einzelteilelackierung.

Vorgehensweise:
Die beteiligten Partner aus Automobil-, Lack- und Anlagenherstellung sowie Forschungsinstituten kooperierten bei der Projektbearbeitung im Rahmen differenzierter und gegenseitig abgestimmter Arbeitspläne. Die Ziele der Teilprojekte waren mit den anderen InnoCaT-Verbundprojekten, insbesondere dem Verbundprojekt 4 ¿Karosseriebau¿ aufgrund der Abhängigkeit der Effizienz von Lackiertechnologien von den Merkmalen der Rohbau-Karosserien, eng verzahnt.
Maßnahmen zur Sicherung der Lackierqualität waren in die Untersuchungen einbezogen, d.h. die vorgegebenen Qualitätsspezifikationen der Karosserielackierung waren bei den applikationstechnischen und materialrelevanten Entwicklungen zu berücksichtigen. Darüber hinaus waren die durch neue Materialien und Verfahren sich eröffnenden Möglichkeiten für neue bzw. verbesserte Oberflächenqualitäten zu beachten.
Hinsichtlich einer effizienten Projektbearbeitung wurden Simulationstools für die neuartigen Beschichtungs- und Trocknungsverfahren angewandt.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Mit den erarbeiteten Fortschritten bei Forschung und Entwicklung sowie mit industriell anwendbaren Lösungen konnten erhebliche Potenziale der Energie- und Ressourceneffizienz bei der Karosseriela-ckierung erschlossen werden. Diese liegen unmittelbar zur Verringerung des Energieeinsatzes für Spritzlackier- und Trockenprozesse bei ca. 45 % und 20 % der Gesamtlackierung, zur Verringerung des Lackeinsatzes bei ca. 30.000 t/a an Koagulaten aus der Karosserielackierung in Deutschland. Durch neue Logistikkonzepte und kompakte Bauweise der Lackieranlagen bestehen mittelbar erhebliche Einsparpotenziale für den Energie- und Materialeinsatz, insbesondere im Decklackbereich.
Die erarbeiteten lackiertechnischen Lösungen beinhalten hohe Wachstumspotenziale hinsichtlich effizienter Beschichtungsprozesse, da die Lackierung als Querschnittstechnologie nahezu alle produzierenden Branchen betrifft.
Dies gilt umso mehr, da Spritzverfahren und Umluft-Trocknung am häufigsten zur industriellen Lackverarbeitung eingesetzt werden. Da die Projektergebnisse bei der Karosserielackierung hohen prozesstechnischen und qualitativen Anforderungen genügen müssen, bestehen gute Aussichten, bei entsprechenden Modifizierungen Nutzungen auch in anderen Branchen zu erzielen.
Weiterhin führt die ganzheitliche Vorgehensweise bei der Erarbeitung der modularen Karosserielackierung zu verwertbaren Aussagen, u.a. zur Rohbaufertigung und Montage, zu korrosionsoptimierten, optimal zugänglichen sowie flexiblen und emissionsarmen Fahrzeuglackierungen.
Die Projektergebnisse werden zunächst von den Projektpartnern selbst verwertet. Kurzfristig werden Prototypen bzw. Pilotanlagen für die Karosserielackierung erstellt, teilweise erfolgen serielle Erprobungen. Mittel- bis langfristig sind Realisierungen in Serienanlagen sowie Übertragungen in die allgemeine Industrie beabsichtigt.

• AUDI AG
• Dürr Systems AG
• EISENMANN Anlagenbau GmbH & Co. KG
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Karl Wörwag Lack- und Farbenfabrik GmbH & Co. KG
• Mankiewicz Gebr. & Co. (GmbH & Co. KG)
• Mercedes-Benz Group AG