Beschichtung in der Fahrzeugelektronik »Jedes Jahr legen unsere Automotive-Kunden die Latte höher«

Phil Kinner, Electrolube: »Auf Grund der ’aus weniger mehr herausholen‘-Philosophie unserer Gesellschaft erwarte ich, dass der Bedarf an Lackierprozessen mit höherer Leistungsrate, mit kürzeren Durchlaufzeiten, höherer Fertigungsgeschwindigkeit und einem höheren Maß an Automatisierung ganz alltäglich werden wird.«
Phil Kinner, Electrolube: »Auf Grund der ’aus weniger mehr herausholen‘-Philosophie unserer Gesellschaft erwarte ich, dass der Bedarf an Lackierprozessen mit höherer Leistungsrate, mit kürzeren Durchlaufzeiten, höherer Fertigungsgeschwindigkeit und einem höheren Maß an Automatisierung ganz alltäglich werden wird.«

Nach Ansicht von Phil Kinner, Head of Conformal Coatings von Electrolube, sind die Herausforderungen an die Zuverlässigkeit elektronischer Baugruppen in der Automobilindustrie höher als in der Luft- und Raumfahrt. Im Markt&Technik Interview berichtet er, warum.

Dass bei der Fertigung vieler Baugruppen für Automotive inzwischen auf die Reinigung verzichtet wird, stellt noch höhere Leistungsanforderungen an den Schutzlack. Und Electrolube hat sich dafür auch 2015 im Hinblick auf die productronica einiges einfallen lassen.

Markt&Technik: Wie hat sich die Automobilelektronik aus Ihrer Perspektive im letzten Jahrzehnt gewandelt?

Phil Kinner: Die Automobilelektronik hat sich im letzten Jahrzehnt sehr schnell entwickelt, wobei der hervorstechendste Aspekt darin besteht, dass der Einsatz elektronischer Steuerungen, Sensoren, Sicherheitssysteme und von Unterhaltungselektronik im Fahrgastraum sowie von Kommunikations- und Navigationssystemen inzwischen bis in den Bereich der Mittelklasse- und der Kleinwagen hineinreicht. Die Fahrzeuge sind jetzt sehr viel sicherer, effizienter im Kraftstoffverbrauch und komfortabler, was eine direkte Folge des verstärkten Einsatzes von Elektronik ist.

Darüber hinaus konnten wir das Aufkommen elektrogetriebener Fahrzeuge beobachten, die eine umweltverträglichere Alternative zu durch Verbrennungsmotoren getriebenen Fahrzeugen bieten. Diese Elektrofahrzeuge haben inzwischen eine Reichweite, die für die meisten Berufspendler akzeptabel ist (150-200 km), und wir sehen einen schnell voranschreitenden Ausbau im Bereich der Ladeinfrastruktur und anderer erforderlicher Infrastrukturmaßnahmen, um die Verbreitung dieser Fahrzeuge weiter zu befördern.

Zu guter Letzt die sogenannten “smarten” Fahrzeuge, die mit jedem anderen Teilnehmer kommunizieren können, präventiv eingreifen um die Sicherheit zu gewährleisten und Kollisionen vorzubeugen, die gestatten mit “Fahrerlosen” Fahrzeugen Tagesreisen auf Autobahnen und anderen Straßen zu unternehmen, ohne dass man in größerem Umfang eingreifen müsste. Wer hätte vor einem Jahrzehnt gedacht, dass wir kurz davor stehen, dies zu einer praktischen Möglichkeit werden zu lassen?

Aus dem Blickwinkel der Industrie besteht die heutige Herausforderung darin, zuverlässige elektronische Produkte zu fertigen, mit weiter zunehmender Packungsdichte und Komplexität, die auf dem neuesten Stand sind und gleichzeitig die mannigfaltigen Vorschriften und Anforderungen der Fahrzeugtechnik erfüllen. Inwieweit unterstützt Electrolube Hersteller von Fahrzeugelektronik, um diese Anforderungen zu erfüllen?

Ich würde sagen, dass die Herausforderungen in Bezug auf die Zuverlässigkeit elektronischer Baugruppen in der Automobilindustrie vielleicht sogar höher sind als in der Luft- und Raumfahrt, auf Grund der Tatsache, dass den Systemen dort in der Regel zumindest zwei Backup-Systeme zugeordnet sind, was in Fahrzeugsystemen nicht der Fall ist. Dass bei der Fertigung vieler Baugruppen der Fahrzeugelektronik inzwischen auf die Reinigung verzichtet wird, legt ein noch größeres Gewicht auf die Leistungsanforderungen an den Schutzlack. Auf Grund der puren Volumina gefertigter Baugruppen im Fahrzeugbau ist von der Verwendung lösemittelhaltiger Schutzlacke abzuraten, um die Vorgaben zur Freisetzung von Lösemitteln einzuhalten. Die Liste von in Automobilanwendungen verbotenen Substanzen wird immer länger.

Fertigungsprozesse müssen “schlank” sein, soweit als möglich “durchgehend fließend” und fehlerfrei – und all dies bei hoher Fertigungsgeschwindigkeit. Als ein nach ISO 14000 zertifiziertes Unternehmen haben wir uns der Fertigung von Produkten verschrieben, die Fahrzeugherstellern helfen, all diese Anforderungen zu erfüllen. Ob es die nachweislich höhere Leistungsfähigkeit lösemittelfreier Schutzlacke ist, ob es Gießharze sind für noch anspruchsvollere Anwendungen, Hochleistungs-Schmiermittel und Fette für Schalter, Lager und andere bewegliche Teile oder fortschrittliche Wärmeleitmaterialien zur Kühlung von Baugruppen, um deren Betriebsdauer zu verlängern: Wir haben das passende Produkt.

Worin bestehen die hauptsächlichen Anforderungen, auf die Sie als Hersteller von Schutzlacken mit Ihren Kunden im Bereich der Fahrzeugelektronik treffen?

Wir beobachten, dass unsere Kunden immer höhere Betriebstemperaturen erreichen müssen, weil die Elektronik kontinuierlich leistungsstärker wird und dies zu höheren Temperaturen führt. Außerdem wird die Elektronik seit jeher auch unter dem Blickwinkel ihres Einbauorts betrachtet, im Passagierbereich oder im Motorraum, mit höheren Anforderungen bei Anwendungen im Motorraum. Wir beobachten ein Verschwimmen dieser Grenzen und eine Bewegung dahingehend, ein Material in beiden Anwendungen zu verwenden, um so den Fertigungsprozess zu vereinfachen.

Unter dem Blickwinkel der Leistungsfähigkeit ist der thermische Schock, der ursprünglich als eine destruktive Testmethode gedacht war, zu einem wichtigen Bewertungskriterium für Kunden geworden. Beim thermischen Schock wird das Material rasanten Temperaturänderungen ausgesetzt, von extremer Kälte hin zur maximalen Betriebstemperatur. Die Anzahl der Temperaturwechsel hat sich inzwischen von 1000 auf 2000 erhöht. Das stellt eine wahrhaftige Herausforderung für lösemittelfreie Materialien dar, insbesondere für UV-härtende Materialien, die auf Grund ihrer Attraktivität für die Fertigung, aus dem Blickwinkel “schlank” und “durchgehend fließend” zu sein, so populär sind.

Das Ausbalancieren von Umweltfreundlichkeit, Anwendungsfreundlichkeit und Zuverlässigkeit des Endprodukts bleibt die Hauptherausforderung, vor der Schutzlackhersteller stehen und Electrolube ist stolz darauf, auf der Productronica 2015 eine neue Auswahl von Schutzlacken vorstellen zu können, die es dem Nutzer ermöglichen, all diese Punkte gleichermaßen zu addressieren.

Welche speziellen Typen von Schutzlacken sind überhaupt für Elektroniken im Automotive-Bereich einsetzbar?

Es gibt viele Typen von Schutzlacken, die für Elektroniken im Automotive-Bereich geeignet sein könnten, von Acrylaten, Polyurethanen und Silikonen, die seit langem Verwendung finden, bis hin zu modernen UV-härtenden Hybriden und eben “ultra-dünnen” Beschichtungen. Die richtige Auswahl wird immer durch die Kombination von Leistungsanforderungen, Fertigungserfordernissen und Umweltgesichtspunkten bestimmt. Unter dem Blickwinkel der Leistungsfähigkeit der Baugruppe muss der Hersteller die späteren Einsatzbedingungen betrachten und die minimale und maximale Betriebstemperatur festlegen. Er muss abwägen, dass es möglicherweise zu Wasserspritzern oder gar dem Eintauchen in Wasser oder zum Auslaufen von Flüssigkeiten kommen kann, dass Feuchtigkeit/Kondensation und chemische Gefährdungen wie z.B. Salzsprühnebel, korrosive Gase oder unbeabsichtigtes Auslaufen von Öl vorkommen.

Unter Umweltgesichtspunkten muss der Verbrauch von Lösemitteln betrachtet werden, wie auch anderer Chemikalien, deren Verwendung möglicherweise auf Grund firmeninterner Vorschriften nicht gestattet ist, oder auf Grund internationaler Regularien wie RoHS, REACH usw. Letztlich muss der Fertiger die möglichen Auftragmethoden mit in Betracht ziehen, die bei der Herstellung der Baugruppen zum Einsatz kommen könnten und deren Einfluss auf Fertigungsdurchsatz, Platzbedarf, Anzahl der noch unfertigen im Bearbeitungsdurchlauf befindlichen Baugruppen und Fertigungsgeschwindigkeit abschätzen. Außerdem muss er sicherstellen, dass der Applikationsprozess und die Materialauswahl zusammen funktionieren und somit ein akzeptabler, fehlerfreien Prozess existiert, der die Anforderungen an die Zuverlässigkeit erfüllt. Betrachtet man diese drei Schlüsselbereiche, so könnte ein Fertiger zu dem Schluss kommen, dass ein Material, das in allen drei Bereichen gut abschneidet, für seine Zwecke besser geeignet sein könnte als ein Material, das hervorragende Umwelteigenschaften besitzt, aber nicht zu seinem Fertigungsprozess passt.