27.07.2016

Plädoyer für ein galvanisiergerechtes Konstruieren

Oft werden die gewünschten Oberflächeneigenschaften von Bauteilen im Hinblick auf Korrosionsschutz, Funktionalitäten und optische Aspekte erst nach vollendeter Konstruktion betrachtet. Dabei bringt ein frühzeitiges Einbinden des galvanotechnischen Fachmanns Vorteile: „Bei der Produktentwicklung ist die Oberfläche oft der letzte betrachtete Faktor“, so Udo Langner, Verkaufsmanager Holzapfel Group. „Welche Eigenschaften soll das Bauteil haben? Wo soll das Bauteil verbaut werden und welchen Einflüssen soll es in welcher Qualität standhalten? Benötigt es eine Oberfläche/Beschichtung? Wenn ja, welche? Bei diesen und ähnlichen Fragen setzt die Projektarbeit von uns als Beschichter an.“

Wünschenswert wäre aber ein viel früheres Einbinden des galvanotechnischen Fachmanns, ist Langner überzeugt: „Wenn wir schon frühzeitig in die Entwicklungsarbeit eingebunden werden, ist ein galvanisiergerechtes Konstruieren möglich, das viele Faktoren schon im Vorfeld begünstigen und potentielle Schwierigkeiten bei der späteren Beschichtung ausmerzen kann.“ Meist wird dem Beschichter nach erfolgter Konstruktion ein Lastenheft vorgelegt, das aufzeigt, wie das Anforderungsprofil des Bauteils im weiteren Verbau ist, als auch welche Sicherheit und welcher Korrosionsschutz überhaupt erforderlich sind. Darauf basierend empfiehlt der Beschichter eine Oberfläche und auch Schichtstärke.

„Werden wir jedoch früher eingebunden, kann auf die Konstruktion bereits so Einfluss genommen werden, dass kostengünstiger beschichtet werden kann“, erklärt Langner und nennt Beispiele: „So kann etwa eine Bohrung vorgesehen werden, um Luftblasen oder Lufteinschlüsse beim Beschichten zu verhindern. Oder die Konstruktion kann so angepasst werden, dass mehr Bauteile auf ein Gestell passen oder aber sogar statt auf dem Gestell kostengünstiger in der Trommel galvanisiert werden kann.“ Der Galvaniseur kann aus Sicht nachfolgender Behandlungsschritte (Beschichtung/Oberfläche) Vorschläge unterbreiten, die das Bauteil vergünstigen würden, und mit dem Kunden gemeinsam prüfen, ob es konstruktionstechnisch umsetzbar ist. Ein Beispiel wäre etwa, eine „Nase“ an einem Bauteil so zu konstruieren, dass eine Trommelbeschichtung möglich ist, statt die Bauteile aufwendig als Gestellware zu beschichten.  „Hier ließe sich zum Teil richtig Geld sparen, indem der Galvano-Fachmann in der Projektphase involviert wird und nicht erst beim fertigen Produkt“, ist Langner sicher. „Unser Ansatz ist, gemeinsam mit unserem Kunden und auch dessen Endkunden in das Projekt reinzuschauen und galvanotechnisches Wissen einzubringen, dass der Konstrukteur unter Umständen nicht im Blick hat.“ Nach den Erfahrungen der Holzapfel Group können, bezogen auf die Oberflächenbeschichtung und die daraus resultierenden Kosten, bis zu 50% Kosteneinsparung erzielt werden.

Beschichtung verhilft Bauteilen nicht nur zu optimierten Eigenschaften, sondern auch zu neuen
Auch in anderer Hinsicht kann es lohnenswert sein, galvanotechnisches Wissen schon in der Konstruktionsphase eines Bauteils mit einzubringen, ist auch Michael Kolb überzeugt. Kolb ist Innovationsmanager bei der Holzapfel Group und war bereits an zahlreichen Entwicklungsprojekten beteiligt: „Wir kommen oft erst ins Spiel, wenn Konstruktion und Kalkulation weitgehend abgeschlossen sind. Dabei wäre es oft sogar möglich, bereits günstigere Grundmaterialien einzusetzen und diese mittels Beschichtung mit den erforderlichen Oberflächeneigenschaften zu versehen. Wir können günstige Substrate mit besonderen Oberflächen beschichten, die dem Bauteil so zu spezifischen Eigenschaften verhelfen können, zum Beispiel Lötfähigkeit, Absorptionsgrad, Reflexionsvermögen, katalytische Funktionen, Wirkungsgradverbesserung, Reibbeiwertänderung, Verschleißverhalten oder UV-Beständigkeit.“

Viele konkrete Anwendungsfälle zeigen Erfolg der Vorgehensweise
Beispiele für solche galvanogerechten Bauteilkonstruktionen oder auch für Beschichtungen, die sich den Bauteilerfordernissen exakt anpassen, gibt es im Hause Holzapfel Group viele. Prädestiniert ist das Verfahren Zink-Nickel FleXXKorr, eine biegefähige Zink-Nickel-Schicht, die als Korrosionsschutz für Rohre eingesetzt wird, etwa in der Automobilindustrie (Hydraulikleitungen) oder im Anlagenbau eingesetzt werden. Aufgrund des beim Beschichtungsprozess umständlichen und kostspieligen Handlings bereits gebogener Rohre stellte ein Kunde der Holzapfel Group die Herausforderung, ein Zn-Ni-Verfahren zu entwickeln, mit dem Rohre erst nach dem Beschichten gebogen werden können. Dabei musste die Beschichtung dem anschließenden Biegevorgang standhalten und gleichzeitig eine hohe Korrosionsbeständigkeit erreichen.

In enger Zusammenarbeit dem Kunden, der die Entwicklung auch mit Tests begleitet hat, und einem Verfahrenslieferanten hat die Holzapfel Group als Antwort auf diese Anforderungen Zn-Ni FleXXKorr entwickelt. Mit dem biegefähigen, verformbaren Korrosionsschutz auf Zink/Nickel-Basis können Rohrleitungen und Hydraulikleitungen, aber auch gebördelte Bauteile oder Blechteile wie Spindelrohe und Magnetgehäuse nach dem Beschichtungsprozess gebogen bzw. verformt werden. Der Prozess spart nicht nur Beschichtungskosten, weil im geraden Zustand mehr Teile auf ein Gestell passen, sondern auch Logistikkosten, weil auch mehr Teile je Ladungseinheit transportiert werden können, wenn die Rohre noch nicht gebogen sind. Das Fazit für Zn-Ni-FleXXkorr lautet also mehr Teile, weniger Logistik (Volumen) und weniger Prozessrisiko. Zudem kann der Kunde Biege- und Montageprozesse auf einer automatisierten Anlage in einem Arbeitsgang komplett durchführen. Vorher mussten die Hydraulik-Leitungen in zwei Arbeitsgängen, zwischen denen das Beschichten lag, erst gebogen und später montiert werden.

 

 

Farbig eloxierte Ascherdeckel

Für die wirtschaftliche Anodisierung eines Aluminium-Kunststoff-Bauteils aus der Konsumgüter-Branche spielte die Gestelltechnik bei der Realisation des Projekts eine wichtige Rolle. Die bereits hinterspritzten Bauteile können anodisiert werden, ohne dass der Kunststoff Schaden nimmt. Das bringt im Handling und im Prozessablauf Vorteile. Zudem wird durch Hinterspritzung des Metalls mit Kunststoff und das anschließende Eloxieren die reine Metalloberfläche mit ihrer charakteristischen metallischen Optik und Haptik erhalten und dem Kunden ein Vollmaterial suggeriert.