Projekt 17169/01

F.O.K.U.S. – Finishing-Optimierungs-Konzept-&-Umweltfreundliches-Schleifverfahren

Projektträger

OTT GmbH & Co. Maschinenbau KG
Höfen 4
82549 Königsdorf
Telefon: 08046/8429

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ein von der OTT GmbH & Co. KG entwickeltes neuartiges Schleifverfahren hatte im Versuch mit Handmaschinen und kleineren stationären Maschinen Ergebnisse erbracht, die bei industriellem Einsatz erhebliche Einsparungen an Ressourcen und Energie in der Möbelindustrie erwarten ließen. Um das Verfahren für potentielle Anwender glaubhaft und überzeugend zu machen, bedurfte es einer Versuchsma-schine, die einerseits industrietypische Bearbeitungsmaße aufweist, andererseits mit unterschiedlichen Teilen aus der holzbearbeitenden Industrie erprobt werden kann. Bei der Lackierung von Holzoberflächen ist ein Zwischenschliff der lackierten Oberflächen üblich, da die bei bisherigen Schleifverfahren auf dem Holz verbliebenen kleinen Fasern sich durch Quellwirkung beim Lackiervorgang aufrichten und zu einer erheblichen Rauung der Oberfläche führen. Diese Rauung wird durch einen - gegebenenfalls mehrfachen - Zwischenschliff geglättet, wobei bis zu 30 % der Lackschicht mit abgetragen werden. Es muss ein weiterer Lackiervorgang folgen, der durch das neuartige Schleifverfahren ebenso wie der Zwischenschliff vermieden werden kann. Während der Verfahrensentwicklung ergaben Versuche im Kleinmaßstab erhebliche Einsparpotentiale.
Das Projekt zielte auf die Errichtung und praxisnahe Erprobung einer Versuchsanlage, die branchenweite Verbreitung der neuen Schleiftechnologie und die Verifizierung der erwarteten Einsparpotentiale eines Feinst-Schleifverfahrens, das eine Einmallackierung von Hölzern in der Bau- und Möbelindustrie ermöglicht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNach umfangreichen Entwicklungsvorarbeiten und Tests mit Handmaschinen sowie kleinen stationären Maschinen wurde im Rahmen des Förderprojekts eine Pilotanlage gebaut. Im Zeitraum Januar bis August 2001 wurde eine Versuchsanlage in der üblichen Industriearbeitsbreite von 1.300 mm errichtet. Die Konstruktion als Versuchsanlage ermöglichte es, die Maschine mit insgesamt 12 in der Feinheit zunehmenden Schleifmitteln zu bestücken, um dann bei einer maximalen Werkstückbreite von 600 mm in nur vier Durchläufen die kompletten Schleifarbeiten für ein Einmallackierungsverfahren durchzuführen. Eine kompakte Bauweise erlaubte einen Lkw-Transport zu Vor-Ort-Demonstrationen bei potentiellen Anwendern. Durch Einsparungen beim Bau der Anlage für die Flächenbearbeitung wurde der Projektumfang kostenneutral um den Bau einer Kantenbearbeitungsmaschine erweitert.
Gespräche mit potentiellen Testpartnern hatten ergeben, dass diese für ein praktisch anwendbares Feinschliffverfahren für Holzoberflächen auch eine vergleichbare Bearbeitung der Kanten der Werkstücke erwarten. Das Verfahren wurde mit den beiden Versuchsanlagen bei ca. 20 Unternehmen aus ver-schiedenen Sparten der Möbelproduktion getestet, um damit die im Kleinversuch bisher erzielten Daten zu verifizieren. Die Pilotanlagen wurden von Juni 2001 bis Juli 2002 bei verschiedenen Möbelherstellern, einem Lackhersteller sowie auf den Fachmessen Holzhandwerk 2001 in Nürnberg, LIGNA 2001 in Hannover und Hannover Industriemesse 2002 vorgestellt. Direkt am Messestand wurden entsprechende Schleifversuche mit Kundenmustern durchgeführt. Auf der LIGNA 2001 wurden die Werkstücke sogar direkt am Stand mit handelsüblichen Lacken gespritzt und mit einem Schnell-Trocknungsverfahren getrocknet, so dass die Testpartner sich an Ort und Stelle von der Qualität überzeugen konnten. Insge-samt konnte im Projekt so eine sehr praxisorientierte Verfahrenserprobung erfolgen. Die Ergebnisse wurden dann von den Möbelherstellern überprüft und die Resultate für einen industrietypischen Einsatz quantifiziert


Ergebnisse und Diskussion

Eine industrielle Anwendung des Einmallackierungsverfahren ist möglich. Das Einmallackierungsverfahren ist betriebswirtschaftlich rentabel und bringt erhebliche Ressourceneinsparungen.
Die guten Ergebnisse, die vor der Projektdurchführung mit Handmaschinen und kleinen, nur in einer Ar-beitsbreite von 150 mm verfügbaren, stationären Maschinen erzielt wurden, erforderten für eine erfolgreiche industrielle Anwendung eine weitere Absicherung. Zu viele Parameter in der industriellen Praxis waren unsicher oder unklar und konnten erst durch reale und typische Praxistests abschließend geklärt werden. Die Versuche mit dem Lackhersteller VOTTELER, dem Hersteller von Oberflächenanlagen CATTINAIR und bei ausgewählten Möbelherstellern haben gezeigt, dass das Einmallackierverfahren mittels einer Produktionsstraße eingesetzt werden kann. Dazu müssen vorhandene Anlagen meist nur ergänzt werden. Letztlich wird der Produktionsablauf sogar vereinfacht. Mit der nach Abschluss des Projektes erstmals umgesetzten Anwendung des Verfahrens bei dem Türenhersteller HERBA wird dies nachdrücklich unter Beweis gestellt.
Das neuartige Feinschleifverfahren wird als ökologisch sinnvoll eingeschätzt. Eine Chance auf eine breite Durchsetzung hat es jedoch nur, wenn es im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren betriebswirtschaftlich auch rentabel ist. Hierzu wird auf entscheidende Vorteile verwiesen:
Durch das Verfahren werden gegenüber herkömmlichen Oberflächenbearbeitungsverfahren bei Verwendung von Spritztechnik ca. 30 % der bisher verwendeten Lackmenge eingespart. Dies ermöglicht eine erhebliche Kostenreduktion. Es wird auf die besondere Bedeutung dieser Kostensparmöglichkeiten für Schwellenländer, z. B. in Osteuropa, Südamerika oder Afrika verwiesen, die für den Export produzieren und auf Vorschrift der importierenden Möbelhersteller oder Möbelhäuser häufig mit hohen Kosten bestimmte Lacke aus Westeuropa oder den USA einführen müssen.
Die Vereinfachung des Durchlaufverfahrens erspart erheblichen Energieaufwand für einen zusätzlichen Lackauftrag und die Lacktrocknung.
Die Vereinfachung des Produktionsablaufs bringt auch eine Einsparung an Arbeitsaufwand mit sich. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren müssen die Werkstücke nur einmal in die Produktionsanlage eingeführt und am Ende abgenommen werden. Die bisher nötige Zwischenlagerung der Werkstücke bis zur Durchführung einer zweiten und evt. weiteren Lackierung entfällt ganz.
Sowohl der Wegfall der Vorhalteflächen für die Zwischenlagerung der Werkstücke wie auch die Vereinfachung des maschinellen Ablaufs der Produktion sorgen dafür, dass Flächen, die bisher zwingend für die Produktion benötigt wurden, frei werden. Für bestehende Produktionsanlagen bietet dies Expansionsmöglichkeiten. Bei der Neuplanung von Produktionsanlagen ergeben sich erhebliche Einsparpotentiale.
Wie Praxistests und die inzwischen vorhandene erste Anwendung des Verfahrens in der Türenbearbeitung aufzeigen haben, liegt bei der Verwendung von Spritztechnik für die Lackaufbringung das Einsparungspotential bei über 30 % der sonst in den Produktionsprozess eingebrachten Lacke. Bei geschätzten 67.000 t Lackverbrauch in der deutschen Holzindustrie ergäbe sich bei flächendeckender Anwendung des Verfahrens ein Einsparpotential von rund 20.000 t jährlich. Hinzu kommt der im entsprechenden Umfang verminderte Anfall von Overspray sowie entfallende Schleifstäube von der Nachbehandlung lackierter Flächen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die von der DBU geförderten Pilotanlagen für die Oberflächen- und Kantenbearbeitung wurden auf drei Fachmessen sowie per Internet der Öffentlichkeit vorgestellt. Für das Frühjahr 2003 sind Veröffentlichungen in Fachschriften geplant, in denen die erste praktische Anwendung vorgestellt werden soll.


Fazit

Mit Hilfe der von der DBU geförderten Pilotanlagen war es im Förderzeitraum möglich, umfangreiche Tests über die praktische Anwendbarkeit des Verfahrens durchzuführen. Die Versuche haben ergeben, dass das Einmallackierungsverfahren für die industrielle Anwendung geeignet ist und eine Reihe von Vorteilen auch betriebswirtschaftlicher Natur mit sich bringt. Allerdings hat sich auch gezeigt, dass die Hemmschwelle, in ein ganz neues Verfahren zu investieren, in der Möbelindustrie relativ hoch ist. Korre-lierend mit den massiven Umsatzeinbrüchen bei der deutschen Möbelindustrie in den ersten Quartalen 2002 hat sich daher die erhoffte breite praktische Umsetzung bisher noch nicht ergeben. Möglicherweise sind zur Überwindung der beschriebenen Hemmung noch monetäre Anreize in Form einer anteiligen Förderung der ersten Anlagen für verschiedene Schlüsselbereiche (Mitnahmemöbel, Küchen, hochwertige Schlaf- und Wohnzimmermöbel) notwendig.