Lackieren & Coating

Anwendung

Was ist Roboter-Lackieren?

Beim Roboter-Lackieren führt ein Industrieroboter einen Applikator (Lackierpistole, Rotationszerstäuber oder Pulverpistole) exakt entlang der Werkstückoberfläche. Ergebnis: konstante Schichtdicken, definierte Bahnabstände, dokumentierbare Applikationsparameter — und das über Schichten und Chargen hinweg identisch.

Manuelle Lackierung hat drei Systemprobleme: hohe Material-Verluste (bis 60 % Overspray sind bei Handapplikation normal), inkonsistente Schichten und Farbtöne, und massive Belastung der Fachkraft (Lösemitteldämpfe, monotone Körperhaltung). Fachkräfte für Lackierer werden zunehmend knapp — automatisierte Zellen entlasten die verbleibenden Kräfte für Vorbereitungs- und Qualitätsarbeiten.

Der ökonomische Hebel liegt oft nicht in der Personaleinsparung, sondern in der Materialeinsparung: 30–50 % weniger Farbe/Lack durch bessere Zerstäubung, präzisen Auftragspfad und elektrostatische Anziehung reduzieren den Materialverbrauch dramatisch. Bei hochwertigen Effekt- oder 2K-Lacken amortisiert sich die Zelle allein darüber in 12–24 Monaten.

Verfahren im Überblick

• Nasslackierung — flüssige Farbe/Lack, meist Lösemittel- oder wasserbasiert. Applikation über Airless (hoher Druck ohne Luft), Airmix (Kombination) oder HVLP (High Volume Low Pressure, für feine Oberflächen).
• Elektrostatische Nasslackierung — die Lacktropfen werden aufgeladen und vom geerdeten Werkstück angezogen. Deutlich weniger Overspray, aber Werkstück muss leitfähig sein und geerdet werden.
• Pulverbeschichtung — trockenes Pulver wird elektrostatisch aufgeladen, haftet am Werkstück, wird im Ofen eingebrannt. Kein Lösemittel, kaum Abfall, robuste Oberfläche. Standardverfahren für Metallteile.
• UV-Coating — flüssiger Lack, der durch UV-Licht in Sekunden aushärtet. Für Möbel, Kunststoff, Verpackungen — sehr schnelle Trocknung, energieeffizient.
• Rotationszerstäuber (Glockenzerstäuber) — Standard für Automotive-Karosserie und Anbauteile. Rotierende Glocke schleudert Farbe fein zerstäubt ab, elektrostatisch geladen. Bester Übertragungsgrad (bis 90 %).

Vor- und Nachbehandlung

Lackieren ist nur einer von mehreren Prozessschritten. Für dauerhafte Qualität ist die Oberflächenvorbehandlung entscheidend:

• Reinigung und Entfettung — Waschstraße, Ultraschall oder Plasma-Reinigung entfernt Öl, Fett, Silikone.
• Plasma-Aktivierung — für Kunststoff- und schwer benetzbare Oberflächen. Atmosphärendruck-Plasma-Systeme kann der gleiche Roboter mit Wechselwerkzeug bedienen.
• Grundierung / Primer — für Haftung und Korrosionsschutz. Meist mit gleichem oder zweitem Roboter aufgetragen.
• Trocknung / Einbrennen — Umluftofen, Infrarot oder UV. Roboter hängt Werkstück in Ofen ab und nimmt es nach dem Prozess auf.
• Nachkontrolle — visuelle Prüfung oder Vision-System für Schichtdickenmessung, Farbtreue, Fehlererkennung.

Explosionsschutz (ATEX) ist Pflicht

Bei Nass- und Pulverlackierung entsteht in der Kabine eine explosionsfähige Atmosphäre (Lösemitteldämpfe bzw. brennbare Pulverwolken). Rechtsgrundlage in der EU: ATEX-Richtlinie 2014/34/EU. Die Zelle muss klassifiziert und ausgerüstet werden:

• Zone 1 (Nasslack-Kabine, direkter Applikationsbereich) — dort dürfen nur explosionsgeschützte Geräte betrieben werden.
• Zone 21 (Pulverkabine, direkter Pulverbereich) — analog für brennbare Stäube.
• Ex-geschützte Roboter (FANUC P-Serie, ABB IRB 5500, Kawasaki KJ, Kuka KR Agilus WP) sind in Ex-Ausführung erhältlich — mit gekapselter Elektrik und Überdruckhaltung.
• Erdung aller leitfähigen Teile — Werkstück, Kabinenwände, Roboter, Bediener beim Vor-/Nachrüsten. Elektrostatische Entladungen sind die häufigste Zündquelle.
• Notabschaltungen und Explosionsdruckentlastung — Kabinen brauchen Druckentlastungsflächen (Berstscheiben) oder aktive Explosionsunterdrückung (Fike, Rembe).

Alternative: Roboter außerhalb der Ex-Zone, Applikator in der Zone. Der Roboter steht in der sicheren Zone, nur der Applikator und die Materialleitungen ragen in die Kabine. Reduziert Kosten deutlich, aber Bahn-Flexibilität ist eingeschränkt.

Typische Anwendungen

• Automotive — Karosserie (Grundierung, Basislack, Klarlack), Anbauteile (Stoßfänger, Spiegel, Radläufe), Innenraumteile aus Kunststoff.
• Maschinen- und Anlagenbau — Anlagenteile, Rahmen, Gehäuse pulverbeschichten oder mit hochwertigem 2K-Lack lackieren.
• Möbel und Holzindustrie — UV-Lack auf Möbeloberflächen für schnelle Trocknung und robuste Oberflächen. Küchen- und Badmöbel-Fertigung.
• Konsumgüter und Weiße Ware — Kühlschränke, Waschmaschinen, Elektro-Geräte: pulverbeschichtete Blechteile.
• Elektronik — Gehäuse-Coating für EMV-Abschirmung, Schutzlackierung von Leiterplatten (Conformal Coating).
• Baubranche — Fensterrahmen, Türen, Baustahl mit Pulver oder Nasslack.

Häufige Herausforderungen

• Programmieraufwand — jedes neue Werkstück braucht Bahnen mit Applikationsparametern (Spritzabstand, Geschwindigkeit, Overlap). Offline-Programmierung mit NEXOS.XR oder Programmierhilfen der Roboterhersteller (FANUC PaintPro, ABB RobView, Dürr EcoRP-Reihe) reduzieren Rüstzeit erheblich.
• Farbwechselzeit — bei Kleinserien mit Multi-Farb-Anwendungen dominiert oft die Kreislauf-Reinigung die Taktzeit. Blockwechsler oder Farbwechsel-Stöcke reduzieren Spülverluste und Wechselzeit.
• Schichtdickenmessung inline — für Qualitätskontrolle sinnvoll, aber teuer. Alternative: statistische Stichproben-Prüfung offline mit Magnetinduktions- oder Wirbelstrom-Prüfgerät.
• Wartung und Verschleiß — Düsen, Filter, Farbkreisläufe brauchen regelmäßige Wartung. Vernachlässigte Wartung ist Ausschuss-Ursache Nummer eins.
• Isocyanate (2K-PU) — Hautkontakt vermeiden, Absaugung nach TRGS 430. Nur mit passender PSA für Rüst- und Wartungsarbeiten.
• Kabinen-Klima — Temperatur- und Feuchte-Regelung ist kein Nice-to-have, sondern Voraussetzung für konsistente Ergebnisse. Zu hohe Luftfeuchtigkeit → Kondensation, zu niedrige → statische Aufladung.