Applikationsverfahren und -prozesse der Oberflächentechnik

Als praktischer Anwender in der Forschung und Entwicklung kennt das Fraunhofer IFAM sich mit einer Vielzahl von Applikationsverfahren in der Oberflächentechnik aus. Außerdem arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stetig daran, diese weiterzuentwickeln und zu optimieren. Durch die enge Zusammenarbeit mit Konzernen wie mit Mittelständlern verfügen sie über ausgeprägte Kenntnisse der üblichen Anwendungsverfahren und Prozesse in unterschiedlichen Industriebranchen. Insbesondere zur Automobil- und Luftfahrtindustrie haben sie aufgrund der Auftragsforschung und der gemeinsamen Projektarbeit langjährige Beziehungen, aber sie geben auch seit Jahren wichtige FuE-Impulse in den Kleb- und Dichtstoff, Lack, Kunststoff sowie Metall entwickelnden und verarbeitenden Branchen.

Die Expertinnen und Experten am Fraunhofer IFAM beraten und begleiten Unternehmen bei der Entwicklung, Einführung und Optimierung von Applikationsverfahren und –prozessen in der Oberflächenbehandlung – ausgehend vom Labormaßstab über Pilotanlagen bis zum Upscaling und die robotergestützte Automatisierung für die (Groß-) Serienfertigung.

Zum Einstieg bieten wir Ihnen hier einen Eindruck über die Bandbreite unseres Beratungsangebots an. Sprechen Sie uns gerne an. Wir beraten Sie auch zu Ihren individuellen Prozess- und Anlagenanforderungen.

• Pilotanlagenbau für Niederdruck-Plasmaanlagen
• Anwendungs- und Verfahrenstechnik für lackierende Unternehmen
• Vorbehandlungsprozesse mit KI steuern
• Automatisierung von Oberflächenbehandlung

Pilotanlagenbau für Niederdruck-Plasmaanlagen

Niederdruck-(ND-)Plasmaprozesse stellen individuelle, technologisch hochwertige Systemlösungen für die Oberflächenbearbeitung spezifischer Produkte dar. Daher erfordert dieses Oberflächenveredelungsverfahren für einen ökonomischen und prozessoptimierten Einsatz eine auf das Bauteil und die Fertigungsrand­bedingungen des Kunden angepasste Anlagentechnik.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Plasmatechnik und Oberflächen des Fraunhofer IFAM entwickeln nicht nur maßgeschneiderte und reproduzierbare Prozesse, sondern bieten diese auf individuellen Pilotanlagen an – so lassen sich die Prozesse optimal in die individuelle Fertigung des Kunden transferieren.

Anwendungs- und Verfahrenstechnik für lackierende Unternehmen

Das Interesse und der Bedarf an sich weiterentwickelnder Technik ist bei lackierenden Unternehmen ungebrochen. Dabei stehen derzeit weniger Investitionen in komplett neue Anlagen im Vordergrund als vielmehr die Optimierung bestehender Anlagen und Prozesse. Außerdem führen ein zunehmendes Umweltbewusstsein und die Gesetzgebungen vieler Länder dazu, dass zahlreiche lösungsmittelbasierte Systeme durch umweltfreundliche Lacke sowie durch ressourceneffiziente Lackiertechnologien ersetzt werden müssen.

Die Lacktechnik-Experten stehen Vorbehandlungsspezialisten oder Anlagenherstellern bei der Optimierung von Anwendungs- und Verfahrenstechnik nicht nur beratend zur Seite, sondern auch praxisorientiert mit Technikumsversuchen im Fraunhofer IFAM. Dazu gehört die Erarbeitung von Oberflächenvorbehandlungsverfahren, Lackrohstofftechnologien und Lacktechnologien. Die Expertinnen und Experten begleiten Unternehmen auch bei der Einführung umweltfreundlicher Lacksysteme und energieeffizienter Lackierverfahren.

Vorbehandlungsprozesse mit KI steuern

In der Optimierung von Produktionsprozessen mit Automatisierung und Digitalisierung hat das Fraunhofer IFAM langjährige Erfahrung. Insbesondere Vorbehandlungsprozesse mit selbstlernenden Algorithmen zu steuern, ist ein Ansatz, den die Forscherinnen und Forscher aktuell verfolgen und in unterschiedliche Anwendungsbereiche erfolgreich transferieren.

Hierbei werden im ersten Schritt charakteristische Emissionen dieser Prozesse, Ist-Werte der Prozessparameter und die resultierenden Produkteigenschaften erfasst. In einem zweiten Schritt werden diese Daten mit bestehenden Algorithmen der künstlichen Intelligenz verknüpft und Zusammenhänge zwischen diesen Daten erlernt. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse lassen sich in Echtzeit Abweichungen im Prozess sicher erfassen und Gegenmaßnahmen einleiten, um schließlich auch bei variablen Eingangsgrößen (z. B. bei Prozessinstabilitäten oder variablen Ausgangszuständen) einen reproduzierbaren Oberflächenzustand zu erhalten.

Automatisierung von Oberflächenbehandlung

Die Automatisierung der Oberflächenbehandlung bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich. Hervorzuheben sind die verlässliche Qualität und Arbeitssicherheit, optimale Ergonomie sowie die Integrierbarkeit in automatisierte Prozessketten. Meist lassen sich auch erhebliche Umwelt- und Kostenvorteile realisieren. Grundsätzlich sind alle Oberflächenbehandlungsverfahren automatisierbar, sogar das Reinigen mit Flüssigkeiten, die nasschemische oder elektrochemische Vorbehandlung oder das mechanische Strahlen. Auch für diese anspruchsvollen Verfahren hat das Fraunhofer IFAM Endeffektoren entwickelt, die von Robotern unterschiedlicher Hersteller präzise und sicher geführt werden können.

Am Fraunhofer IFAM in Bremen steht zudem ein vernetztes Oberflächentechnik- und Lackierzentrum zur Verfügung. Das Zentrum umfasst zwei Industrie 4.0 taugliche, automatisierte Roboterzellen zur Vorbehandlung, Lackierung und Qualitätssicherung von Großbauteilen. Neben den eigentlichen Vorbehandlungs-, Lackier- und Qualitätssicherungsprozessen erfolgt eine Auswertung und Visualisierung der Prozess- und Messdaten mittels AR/VR und Cloud-Computing. Durch die Automatisierung der gesamten Prozesskette und dem Einsatz des maschinellen Lernens entwickeln die Expertinnen und Experten des Fraunhofer IFAM hier innovative Prozesse der Oberflächenbehandlung.