Wer Streifen auf ein Autodach lackieren möchte, braucht dazu rund 15 Quadratmeter Folie und 20 Meter Klebeband. Denn die Flächen um das Motiv müssen vor der Lackierung abgeklebt werden und das Klebeband muss anschließend wieder entfernt werden. In den letzten Jahren hat das Entwicklerteam der Dürr AG ein Verfahren erfunden, mit dem sich in einer Standardproduktionslinie pro Jahr 1,5 Millionen Quadratmeter Folie und 2,2 Millionen Meter Klebeband einsparen lassen. Außerdem kann der Energieverbrauch um 30 Prozent reduziert werden. Das entspricht Einsparungen von rund 30 Kilogramm CO2-Emissionen pro Karosserie. Die Entwickler des EcoPaintJet sind jetzt als eines von drei Finalisten-Teams für den Preis des Europäischen Patentamts (EPA) in der Kategorie „Industrie“ nominiert worden.
Neues Verfahren um Auto individuell zu lackerien Europäisches Patentamt zeichnet Dürr-Erfinder aus
In den letzten Jahren hat das Entwicklerteam der Dürr AG ein Verfahren erfunden, mit dem sich in einer Standardproduktionslinie pro Jahr 1,5 Millionen Quadratmeter Folie und 2,2 Millionen Meter Klebeband einsparen lassen.
Statt den Lack wie Haarspray großflächig und mit viel Druck auf der zu lackierenden Fläche – und darüber hinaus – zu versprühen, arbeitet der EcoPaintJet akkurat. Erst vermisst er die Fläche der 3D-Karosserie mit Hilfe von Sensoren und Kameratechnik, dann legt der Roboter mit den Düsen, die einzeln gesteuert werden können, los. Im Abstand von wenigen Zentimetern arbeitet er sich Bahn um Bahn vorwärts. Dafür ist weniger Druck nötig als beim herkömmlichen Verfahren und es wird kein Lack verspritzt. Das Abkleben entfällt genauso wie das Entfernen des Klebebands – teure Handarbeit, die darüber hinaus Zeit in Anspruch nimmt und viel Müll produziert.
Arbeit von mehreren Jahren
„Der Prozess lässt sich nicht mit der Arbeit eines Bürodruckers vergleichen“, erklärt Ingenieur Frank Herre. Im Unterschied zu Papierbögen seien die Toleranzen bei einer Karosserie viel größer. „Lack ist auch viel komplexer als Tinte“, ergänzt sein Kollege Hans-Georg Fritz. Für die neue Technologie seien Entwicklungen in vielen Bereiche nötig gewesen: Neben der Hardware habe die Software einen großen Anteil gespielt, aber auch die Robotik und Sensorik. „Die Entwicklung der elektromechanischen Einheit des EcoPaintJet war ein Teamprozess“, betont Fritz. Rund 16 Mitarbeiter seien über die Jahre daran beteiligt gewesen.
Was 2006 mit 2,5 Entwicklern als Team für neue Technologien begann, habe sich nach und nach zu einer Gruppe von zehn Mitarbeitern entwickelt. 2011 gelang ihnen der Durchbruch, als sie acht Farbdüsen automatisieren konnten, um das Aussehen eines Ford Mustang-Streifens auf einer Motorhaube nachzubilden. Der dafür verwendete Applikator öffnet und schließt alle Düsen gleichzeitig. Sechs Jahre später stellten sie ihren ersten Prototyp her, der jede Düse einzeln steuern konnte. Dieser wurde zur heutigen Version weiterentwickelt, die aus einer Düsenplatte mit 48 winzigen Löchern mit einem Durchmesser von jeweils etwa einem Zehntel Millimeter besteht. Die Einheit aus Applikator, Roboterarm, Steuerungssoftware und Düse wurde unter anderem 2020 schon mit dem Deutschen Innovationspreis ausgezeichnet.
Hohes Einsparpotenzial
Wie geht man vor, wenn man etwas Neues erfinden will? „Man schaut sich die Technologien an, die es bereits gibt“, erklärt Herre, „und überlegt sich, was daran nicht funktioniert“. Ziel sei es, Materialverluste zu vermeiden und den Wirkungsgrad zu erhöhen. Manchmal suche man sich dafür Vorbilder, die man dann weiterentwickelt.
Dieser Prozess dauert Jahre. „Drei Schritte vorwärts, zwei zurück“, sei dabei nicht unüblich, sagt Herre. Dabei müsse ein Entwickler aushalten, dass aus einem Projekt trotz intensiver Arbeit am Ende nichts werde. Entwicklungsarbeit sei manchmal mühselig – und oft teuer. „Die Dürr AG hat hier einen langen Atem bewiesen“, lobt Herre. Deswegen ist es den beiden Ingenieuren auch wichtig, das neu errungene Wissen über Patente zu schützen. 32 Patente seien dafür schon angemeldet, aber noch nicht alle erteilt, erläutert Fritz das aufwendige Verfahren.
Am 21. Juni wird das Dürr-Finalistenteam erfahren, welchen Platz sie beim Erfinderpreis in Brüssel belegt haben. EPA-Präsident António Campinos lobte die Arbeit der Entwickler in einer Mitteilung: Sie haben gezeigt, „dass Verbesserungen im Bereich der Nachhaltigkeit zu wirtschaftlichen Vorteilen führen können, was weitere Forschungen in ihrem Bereich anregen könnte“.
Fritz und Herre gehen davon aus, dass ihr Verfahren mehrere Millionen Euro pro Lackieranlage einsparen wird. Das Interesse am Markt sei vorhanden. Audi in Ingolstadt setzte als erster den EcoPaintJet in der Serienfertigung ein, um bei der Sonderserie „Edition One“ der A4 Limousine und des A5 Coupé Kontrastflächen auf dem Dach direkt im Lackierprozess zu beschichten. BMW kündigte im letzten Oktober an, dass das neue Verfahren bei 19 M4 Coupés angewendet werden soll, die mit einer individuellen Bicolor-Lackierung und M4-Kennzeichnung auf Motorhaube und Heckklappe „demnächst im Werk Dingolfing vom Band rollen“.
Keine Metalliclacke
„Die normale Lackierung wird es weiterhin geben“, ist sich Herre sicher. Denn bisher lassen sich mit dem neu entwickelten Verfahren zum Beispiel noch keine Metalliclacke verarbeiten. Weitere Entwicklungen stehen an, der EcoPaintJet wird die Entwickler noch einige Jahre beschäftigen. Aktuell planen Autodesigner die Modelle, die 2026/2027 auf den Markt kommen werden. Diese müssten nun auch klären, mit welchem Verfahren diese dann lackiert werden sollen. Und schon jetzt zeichne sich ein Trend hin zu individuellen Lackierungen ab. Die neue Technologie für das Aufbringen von scharfkantigen Motiven könne das Wachstum dieses Marktes ankurbeln – zunächst für exklusive Modelle oder zur Differenzierung von Elektroautos, es gäbe aber auch Potenzial für die Serienproduktion. In der Zwischenzeit arbeiten Fritz, Herre und ihr Team daran, ihr System für die Lackierung größerer Teile eines Autos oder der gesamten Karosserie anzupassen.
