QualiLack – Automatisierung händischer Lackierprozesse unter Berücksichtigung besonders hoher Qualitätsansprüche

© Projekt QualiLack

Marktverfügbare Automatisierungslösungen für die Lackierung von Naturwerkstoffen genügen weder den für das Handwerk charakteristischen hohen Qualitätsstandards noch den nötigen Flexibilitätsanforderungen für eine Fertigung von Produkten in geringsten Stückzahlen. Vor allem die Farbgebung von Holz stellt Lackiersysteme vor besondere Herausforderungen, da die Oberfläche einerseits von Teil zu Teil und andererseits innerhalb desselben Bauteils signifikante Schwankungen bezüglich seiner Lackaufnahmefähigkeit aufweist und damit die Farbgebung und Anmutung des finalen Produktes variieren kann.

Entwicklungsziel von QualiLack ist ein effizient automatisierter Lackierprozess inklusive Bauteilhandling mit inline durchführbarer Qualitätskontrolle für Naturwerkstoffe, wie Holz, bei der Herstellung geringster Stückzahlen. Hierfür haben sich das auf Produktionstechnik und Automatisierung spezialisierte Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, das auf Visual Computing spezialisierte Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD, die auf die Herstellung technischer Bauteile aus Holz spezialisierte Firma Rülke GmbH sowie die auf den Musikinstrumentenbau mit Hochglanzoberflächen spezialisierte Firma Julius Blüthner Pianoforte GmbH zusammengeschlossen.

Um trotz Automatisierung die jahrelange Erfahrung der Handwerksmeister:in bei der Lackierung, sowie bei der Qualitätsbeurteilung adäquat abbilden zu können, wird auf maschinelle Lernverfahren zur Echtzeitanalyse der Fusion unterschiedlicher Sensordaten gesetzt. So sollen beispielsweise bereits im nassen Zustand Vorhersagen zum späteren Erscheinungsbild der getrockneten Oberfläche getroffen werden können, um so relevante Bearbeitungsparameter rechtzeitig anpassen zu können. Hierfür wird ein spezieller Lackierendeffektor mit entsprechend integrierter Sensorik entwickelt. Selbstverständlich wird auch das Gesamtsystem für eine effiziente Produktionssteuerung bei geringsten Stückzahlen sowie das dafür nötige Bauteilhandling in die systematische und ganzheitliche Prozessbetrachtung einbezogen.

Auf diese Art und Weise sollen mit QualiLack die Grundlagen geschaffen werden, um Handwerksunternehmen den Einstieg in das Industrie-4.0-Zeitalter zu erleichtern. Durch die Automatisierung von Lackieraufgaben bei kleinsten Stückzahlen gewinnen Handwerksmeister:innen die notwendige Zeit, um sich kreativeren Aufgaben zu widmen und somit eine noch marktwirksamere Abgrenzung zur industriellen Massenfertigung zu schaffen.

Verbundpartner:
• Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU)
• Fraunhofer-Institut für graphische Datenverarbeitung (IGD)
• Julius Blüthner Piano Forte Fabrik GmbH
• Rülke GmbH

Verbundkoordinator:
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Projektlaufzeit: April 2021 - Dezember 2023

Gesamtvolumen: 1,9 Mio. €

Fördervolumen: 1,5 Mio. €