Roboterlackieranlage

Als erster Lohnbeschichter hat Stork Oberflächentechnik eine vollautomatische Roboterlackieranlage in Betrieb genommen. Damit sind Beschichtungen in Automotive-Niveau möglich.

06. September 2019
 Roboterlackieranlage
Hans-Bernd Stork mit seinen Söhnen Felix (links) und Philip (rechts). (© Jan Heinze)

Ein Hightech-Lackierroboter vom Typ Fanuc P-250iB-15 ermöglicht es dem Familienunternehmen Stork Oberflächentechnik, das Beschichten auf Automotive-Niveau anzubieten. Die Kunden, die das Angebot nutzen, kommen aus verschiedensten Branchen, etwa aus der Metallbe- und -verarbeitung, dem Anlagenbau, der Elektroindustrie und der Fluidtechnik.

Die im Sommer 2018 errichtete Anlage, deren Herz ein Hightech-Lackierroboter Fanuc P-250iB-15 ist, punktet zum einen durch kurze Durchlaufzeiten (rund 90 Minuten), zum anderen durch konstant reproduzierbare Qualität. Die Bearbeitungskosten liegen unter denen der manuellen Beschichtung. »Durch die Inbetriebnahme der vollautomatischen Roboterlackierstraße haben wir ein Alleinstellungsmerkmal im Bereich der Lohnbeschichtung«, so Dr. Philip Stork, der zusammen mit seinem Bruder Felix und seinem Vater Hans-Bernd die Geschäfte des Dortmunder Familienunternehmens leitet.

Die Fördertechnik umfasst rund 200 Meter Länge und ist kreislaufend angeordnet. Insgesamt können in einem Durchlauf 328 Grundrahmen aufgehängt und somit mehrere tausend Teile beschichtet werden. Das Unternehmen arbeitet mit selbst entwickelten Rahmen und Aufhängungen, die flexibel mit verschiedensten Bauteilen bestückt werden können. »Die Anzahl macht den Preis. Je mehr Teile wir in einem bestimmten Zeitraum lackieren können, desto günstiger wird der Stückpreis pro Bauteil für unsere Kunden«, erklärt Nishathanan Gunaratnam, Leiter der Roboterlackierung bei Stork Oberflächentechnik.

Ein Garant für die hohe Qualität und die Prozesssicherheit der Anlage ist eine Sechseinhalb-Zonen-Untergrundvorbehandlungsanlage. Sie wurde speziell für die Bedürfnisse der Dortmunder konzipiert und sorgt im Zusammspiel mit dem von Henkel entwickelten ›Nano‹-Verfahren dafür, dass eine optimale Lackiervorbereitung gewährleistet ist. Beim Durchlauf durch die Untergrundbehandlungsanlage werden die aufgehängten Teile zuerst mittels alkalischer Reinigungsmittel von Fett und Schmutz gereinigt.

Im Anschluss werden sie intensiv mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) gespült, bevor eine wässrige Phosphat-Lösung eine sogenannte ›Konversionsschicht‹ aus fest haftenden Metallphosphaten bildet. Dank dieser Nano-Phosphatierungs-Technik können in der Anlage sowohl sämtliche Metall- wie auch Aluminiumbauteile beschichtet werden. »Und das kundenindividuell und so, dass die Beschichtung höchsten Qualitätsansprüchen genügt«, beschreibt Dr. Stork. Dann werden die Teile vor der Lackierung wiederholt mit vollentsalztem Wasser gereinigt. Dabei durchlaufen sie mehrfach eine Quality-Gate-Station. Dort wird die Untergrundvorbehandlung anhand von Referenzmustern und eines Fehlerkatalogs geprüft und begutachtet. Alle Prüfergebnisse werden transparent dokumentiert und können vom Kunden eingesehen werden. »Dabei legen wir großen Wert auf den Datenschutz. Es werden nur die Daten freigegeben, die zum jeweiligen Kunden und seinem Auftrag gehören«, beschreibt Dr. Stork.

Die auf dem Werksgelände speziell für die Anlage errichtete Halle ist rund 1.000 Quadratmeter groß und ebenfalls auf dem neuesten technischen Stand. In der Roboterlackierstraße können bis zu 100 Kilogramm schwere Bauteile mit Maximalgrößen von 1.500 mal 1.000 mal 1.000 Millimeter bearbeitet werden. Bei voller Auslastung der Anlage beschichtet der Roboter bis zu eine Million Aufhängungen pro Jahr. Die hintereinander geschalteten Abluft- und Trocknersektionen leisten ihren Beitrag zu den kurzen Durchlaufzeiten der Roboterlackieranlage. Weiteres Plus: »Durch einen intelligenten Aufbau der Anlage kommen wir beim Trocknen der Teile schon mit verhältnismäßig geringen Temperaturen aus«, so Gunaratnam. »Das schont die Bauteile und spart Energie, also auch Kosten.«

Herzstück der Anlage

»Zusammen mit der Phosphatierung bildet die Roboterstation mit einem Sechsachsen-Lackierroboter das Herzstück der Anlage«, erklärt Gunaratnam. »Im gesicherten Lackierbereich können die bestückten Grundrahmen vollautomatisch um sechs Achsendrehungen rotieren. Das ist beispielsweise für die Beschichtung zylindrischer Bauteile oder geometrisch komplexer Bauteile eine perfekte Lösung.« Mittels intelligenter Fördertechnik kann die Geschwindigkeit zum Transport der aufgehängten Teile zwischen 0,9 Metern und 2,2 Metern pro Minute variabel eingestellt werden. Sehr komplexe Bauteile werden langsamer transportiert, damit der Roboter sie aus allen möglichen Richtungen beschichten kann. Der Fanuc bewegt sich dazu in einem Radius von 2,8 Metern. Er erreicht 1,5 Meter pro Sekunde. In einer Minute kann der Roboter 1.000 Milliliter Farbmaterial applizieren.

Elektrostatisches Nasslackieren ist mit der neuen Anlage ebenfalls – und mit bis zu 80.000 Volt – möglich. Hierbei werden aufgeladene Lacktröpfchen unter dem Einfluss elektrischer Transport- und Anziehungskräfte auf den Bauteilen abgeschieden. »Dadurch können wir zum Beispiel Bauteile mit Poren, Löchern oder Gewinden ideal beschichten. Denn die Farbe wird bei dieser Lackiervariante förmlich von der Oberfläche der Teile angezogen«, berichtet Gunaratnam. In den vergangenen Monaten wurde das Spektrum der Materialien immer mehr ausgeweitet, etwa GFK oder PC.

»Bei der Planung und dem Bau der rund drei Millionen Euro teuren Anlage haben wir konsequent die Bedürfnisse unserer Kunden berücksichtigt. Ihnen wollen wir mit der Anlage nicht nur ein besseres Lackierergebnis, sondern auch einen besseren Prozess rund um die Lackierung bieten«, betont Dr. Philip Stork. Ziel ist es, durch einen konstant kontrollierten Bearbeitungsprozess gleichbleibende Qualität zu gewährleisten, wodurch Logistik und Qualitätssicherungskosten beim Kunden reduziert werden. »Letztlich spart dies Prozesskosten«, erläutert der Geschäftsführer und ergänzt: »Die Abholung und Anlieferung von Teilen kann durch unseren Fuhrpark abgewickelt werden.«

Doch nicht nur mit der neuen Anlage beweist die Familie Stork, immer zu den Treibern der Branche zu gehören. Bereits 2009 nahmen Stork Senior und seine Söhne eine 2,2 Millionen Euro teure Abluftreinigungsanlage in Betrieb. Dank dieser frühen Investition in den Umweltschutz müssen seither keine Mengenbeschränkungen beachtet werden. Sämtliche Kabinen und Lackierstände aus allen Hallen des Mittelständlers sind an die hochmoderne Molekularsieb-Duplex-Anlage angeschlossen. Diese saugt beim Beschichten anfallende flüchtige organische Verbindungen an und verbrennt sie rückstandsfrei. Während des gesamten Prozesses werden so die Anforderungen der Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) bezüglich flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) eingehalten und teilweise sogar übererfüllt. »Damit beweisen wir, dass Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit Hand in Hand gehen können«, sagt Dr. Stork.

Erschienen in Ausgabe: 05/2019
Seite: 40 bis 41