Forschung an der GSaME - Status und Ergebnisse 2012

thermokinetischen Spritzverfahren mit Robotersystemen geführt. Die relative Bewegungzwischen Brenner und Substrat während der Beschichtungsprozesse beeinflusst maßgeblichdie Wärme- und Stoffübertragung auf das Bauteil und bestimmt dadurch dieSchichtmikrostruktur, physische und chemische Eigenschaften sowie die Funktionalität undQualität. Außerdem werden die Anforderungen an reproduzierbare, hoch präziseBeschichtungen auf Substraten mit Frei-Form-Flächen immer höher. Aus diesem Grund sollenRobotertrajektorien geplant werden, um die Homogenität der Schichten in Bezug auf diegeforderten Toleranzen abzusichern. Des Weiteren soll eine optimierte Brennerführungermöglicht werden, die zu einem minimierten thermischen Gradienten im Verlauf derBeschichtung führt.Für die Evaluierung der Abhängigkeiten zwischen Beschichtungsqualität und-eigenschaften mit den durch die relative Bewegung zwischen Brenner und Substratdefinierten Parametern wurden experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Es wurde einOffline-Planungsmodell entwickelt, um die Prozesskinematik unter Beachtung der Wärme- undStoffübertragung auf das Substrat zu optimieren. Eine externe Achse, welche das Bauteilwährend der Beschichtung positioniert, wurde in koordinierter Bewegung mit dem Roboterprogrammiert. Ein Transfer der Robotertrajektorie in ein FEM-Modell wurde durchgeführt.Anhand dieses Modells kann die Temperaturverteilung über die Prozessdauer im Substrat inAbhängigkeit des Prozesses kinematisch analysiert und optimiert werden. Dafür wurdenWärmefluss- und Schichtabscheidungsmodelle auf Basis experimenteller Untersuchungenentwickelt.ThemaG8: Intelligente Steuerung von SpritzlackieranlagenDoktorand:Dipl.-Ing. Christian HagerThesis Committee: Prof. Dr.-Ing. Engelbert Westkämper (GSaME)Prof. Dr.-Ing. Peter Klemm (ISW)Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Mitschang (IPVS)Projektbeginn: 01.06.2008ZusammenfassungNeben Farbe und Glanz ist für die Charakterisierung der optischen Qualität einer Lackierungdie Oberflächenstruktur ein entscheidendes Qualitätsmerkmal. Da es beim Spritzlackiereneine hohe Anzahl an Einflüssen auf die Entstehung der Oberflächenstruktur gibt, wie z. B. dieZerstäubungsfeinheit des Lacksprays, die Untergrundstruktur oder die Lage der zubeschichtenden Fläche (horizontal/vertikal), weisen Lackierungen nach der Trocknung undHärtung oftmals deutlich unterschiedliche Oberflächenstrukturen auf.In aufwendigen Optimierungsversuchen wird versucht, durch empirische Anpassungen derProzessparameter eine akzeptable Oberflächenstruktur zu erzeugen. In vielen Fällen könnendie gewünschten Oberflächenstrukturen jedoch nur durch kostenintensive Schleif- undPolierprozesse sowie Mehrfachlackierungen erreicht werden. Es fehlt eine modellbasierte86