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DirectCoating: absolut nahtlose Oberflächen für den Autoinnenraum

Neue Autodesigns integrieren smarte Funktionen in viele Innenraumoberflächen. Der Beschichtungshersteller Votteler arbeitete mit der Merck KGaA, Darmstadt, und Reichle zusammen, um DirectCoating Lösungen von Covestro mittels kostengünstiger PU-Reaction-Injection-Molding-Technologie (RIM-Verfahren) in einer Reihe von nahtlosen Innenraumoberflächen einzusetzen.
Aufgabe

Intelligente Innenraumoberflächen für mehr Designfreiheit im Auto

Votteler ist ein führender Hersteller von PU-Beschichtungen für den Automobilsektor. Wie viele Automobilzulieferer und Fahrzeugdesigner ist das Unternehmen ständig auf der Suche nach kosteneffizienteren Produktionsprozessen, insbesondere wenn es um die Herstellung von Autoinnenraumverkleidungsteilen für nahtlose Oberflächen mit smarten Funktionen geht. 
 
Für die Automobilhersteller und ihre Zulieferer besteht die Aufgabe darin, eine Vielzahl von transparenten, transluzenten und durchgefärbten Strukturen zu liefern, deren Oberflächeneigenschaften von der Leder- bis hin zu Glas- und Metallhaptik reichen und die gleichzeitig smarte Funktionen für Display-, Umgebungsbeleuchtung- und Touch-Control enthalten. Vor allem aber muss dieses Sortiment an smarten Oberflächen und langlebigen PU-Beschichtungen kostengünstig produziert werden, um eine breite Akzeptanz im Automobilsektor zu erreichen.  Diese smarten Bauteile und ihre PU-Beschichtungen müssen nicht nur der Phantasie der Fahrzeugdesigner freien Lauf lassen, , sondernmüssen zudem beständig gegen chemische Einflüsse, Sonnenlicht und die harten Alltagsbedingungen sein.
 
Direkte Polyurethanbeschichtungen wie PURIFLOW® von Votteler können, wenn sie mit dem RIM-Verfahren aufgetragen werden, als kostengünstige Lösung dienen. Diese Polyurethanbeschichtungen ermöglichen neue smarte Autoinnenausstattungen,die problemlos als Lounge, Arbeitsbereich und Fahrer-Cockpit dienen können. So kann im Auto eine Umgebung geschaffen werden, die ein Gefühl von Sicherheit mit Komfort und Informationen verbindet.

Mit den DirectCoating PU-Rohstoffen und -Produkten von Covestro ermöglichen wir eine nahtlose Gestaltung des Fahrzeuginnenraums. Unsere Puriflow®-Beschichtungssysteme bieten aufregende Oberflächeneigenschaften wie hohe Kratzfestigkeit und eine selbstheilende Optik sowie eine Haptik, die von weichem Leder bis hin zu hartem Metall reicht.

Manuel Seiz

Leiter des Geschäftsbereichs,Votteler Lackfabrik GmbH & Co. KG

Herausforderung

Das Know-how der Partner für kosteneffiziente smarte Oberflächen vereinen

Die Herausforderung bestand darin, dass vier starke Partner mit unterschiedlichem Werkstoff- und Prozess-Know-how ein breites Sortiment an nahtlosen Fahrzeugverkleidungskomponenten mit integrierten Smart-Funktionen herstellen und dies kostengünstig realisieren sollten. 
 
Bei der Umsetzung dieser hoch innovativen Lösung griff Votteler auf das Fachwissen des Familienunternehmens Reichle mit Deutschlands größtem Laserschweißstandort zurück, das sein Fertigungs-Know-how mit präzisen lasergravierten Spritzgießwerkzeugen zur Verfügung stellte. Parallel dazu kam die Merck KGaA, Darmstadt, mit Perleffektpigmenten ins Spiel, die mit Vottelers eigenen Puriflow-Beschichtungsanlagen eine Reihe von Farb- und Transparenzeffekten ermöglichen können. Covestro lieferte Werkstoff- und Prozess-Know-how, das sich als Schlüssel zum Erfolg des Projekts erwies. 
 
In diesem Prozess kam es zu einem Überdenken und Vereinfachen der traditionellen Kunststoffspritzguss- und Polyurethan-Sprühbeschichtungsprozesse für Autoinnenteile. Die Partner sahen in der DirectCoating-Technologie von Covestro die Voraussetzung für einen viel einfacheren Produktionsprozess, der erfolgreich die breite Palette an Haptik, Transparenz- und Umgebungslichteffekten sowie die nahtlosen, hochwertigen metallischen und glasähnlichen Oberflächeneigenschaften liefern kann, die in modernen Fahrzeugen erforderlich sind. 
 
Beim DirectCoating-Verfahren wird das Kunststoffsubstrat zunächst unter Verwendung lasergravierter RIM-Werkzeuge in den Hohlraum einer Form gespritzt. Das mit Hilfe der lasergravierten RIM-Werkzeuge entstandene Bauteil wird dann in eine zweite, etwas breitere Form überführt, deren zusätzliche Breite genau der vorgesehenen Dicke der Beschichtungsschicht entspricht. In diesen Hohlraum wird die nahezu VOC-freie Beschichtung mit einem RIM-Mischkopf (Reaction Injection Molding, RIM-Verfahren) eingespritzt, so dass in nur zwei Schritten ein Präzisionsteil mit integrierter Beschichtung entsteht. Das so entstandene PU-Formteil erfordert nur wenig Nacharbeit und ist hoch beständig gegen Chemikalien und Licht.
 

Unsere präzisen, lasergravierten Formen ermöglichten die Herstellung einer breiten Palette nahtloser, smarter Innenverkleidungsteile in einem zweistufigen Prozess ohne Overspray. Die so entstehenden Teile erfordern keine Nacharbeit und nur wenig Endbearbeitung.

Marco Reichle

CEO,Reichle Technologiezentrum GmbH

Lösung

Vielseitige Spritzgießlösung mit DirectCoating

Unsere Rohstoffe für die DirectCoating-Polyurethanbeschichtung ermöglichten es Votteler, Reichle und Merck KGaA, Darmstadt in einem vereinfachten zweistufigen Prozess eine breite Palette von geformten Autoinnenverkleidungsteilen mit widerstandsfähigen PU-Beschichtungen und smarter Funktionalität herzustellen.
 
Unter Verwendung lasergravierter RIM-Werkzeuge von Reichle wurde das Kunststoffsubstrat in den ersten Hohlraum gespritzt, gefolgt von nahezu VOC-freien Desmodur® und Desmophen® Flüssigbeschichtungswerkstoffen in der breiteren Form, die über einen Reaktionsspritzgießkopf aufgetragen wurden. Desmodur® und Desmophen® können in ihrer Aushärtungsreaktivität angepasst werden, um einen schnellen und zuverlässigen RIM-Prozess zu gewährleisten und Polyurethan-Beschichtungseigenschaften und -Haptiken zu ermöglichen, die von Soft-Touch bis hin zu harten glasähnlichen Oberflächen reichen. Effektpigmente der Merck KGaA, Darmstadt geben den Materialien in den Puriflow-Anlagen von Votteler inzwischen ihre Licht- und Farbakzente. Das Film-Insert-Molding-Verfahren ermöglicht die Integration smarter Funktionen in die vielfältigen Oberflächen. Die Polycarbonatgüten Makrolon® Ai und Bayblend®wurden speziell entwickelt, um Formteilen verbesserte optische Eigenschaften zu verleihen. 
 
Das umfangreiche Angebot an strukturierten Oberflächentypen, verschiedenen Farben, Hinterleuchtungen und haptischen Effekten, die von lederähnlich bis glasartig reichen, erweitert die Möglichkeiten der Innenraumgestaltung für Fahrzeugdesigner, die dramatische, absolut nahtlose smarte Oberflächen für die Autos von morgen schaffen möchten. DirectCoating bietet auch Produktionsvorteile gegenüber herkömmlichen Beschichtungsmethoden, darunter einen kürzeren und schnelleren Prozess, kein Overspray und keine Notwendigkeit für einen separaten Trocknungsschritt.
 
Die kosteneffiziente Herstellung von smarten Innenverkleidungsteilen war ein gemeinsames Projekt von vier Partnern. Für weitere Informationen zu Votteler Autoinnenraumbeschichtungen, klicken Sie bitte hier.
Weitere Details zur Lasergravur und Formtechnik von Reichle finden Sie hier. Hier ist die Merck KGaA, Darmstadt, mit ihren Industriepigmenten zu Hause, und hier können Sie sich an Covestro für Lackrohstoffe und Polycarbonatgüten wenden. 

Wirklich nahtlose Innenverkleidungsteile erfordern viele verschiedene Farben und Transparenzgrade. Mit Pigmenten von Merck und der DirectCoating-Technologie von Covestro konnte Votteler ein breites Sortiment an smarten Innenverkleidungsoberflächen schaffen, die alles von smarten Displays bis hin zur Umgebungsbeleuchtung enthalten.

Dirk Zahner

Global Head Automotive Marketing,Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland

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Wesentliche Vorteile

  • Kostengünstig: Reaction Injection Molding ermöglicht eine schnellere Produktion ohne Trocknungsschritt.
  • Designfreiheit: PURIFLOW® Polyurethanbeschichtungen von Votteler ermöglichen viele Texturen, Oberflächen und Transparenzen.
  • Präzise: Präzisions-RIM-Teile bedeuten kein Overspray und weniger Nacharbeit und Endbearbeitung.
  • Hohe Qualität: Verfahren ermöglicht glasartige Oberflächenbeschichtungen mit Premium-Eigenschaften.
  • Zukunftssicher: Makrolon® Ai und Bayblend® -Güten erfüllen schon heute zukünftige Anforderungen an die optischen Eigenschaften.

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