Beschichtungsvorrichtung und Beschichtungsverfahren zur Be- schichtung eines Werkstückes

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Beschich- tung von Werkstücken mit Lacken, insbesondere das Gebiet der Serienbeschichtung von Karosserie-Bauteilen mit Effektlacken.

Zur Beschichtung von Werkstücken wie Fahrzeugkarosserien mit gewöhnlichen Automobillacken werden oft aufgrund deren hohen Auftragswirkungsgrades von etwa 80% elektrostatische Rotati- onszerstäuber herangezogen. Die ausschließliche Verwendung von Rotationszerstäubern zur Beschichtung von Werkstücken mit Effektlacken, welche mit beispielsweise in den Druckschriften DE 2502657, DE 3938055, DE 4313541, DE 4419173, DE 4340141, DE 4225031, DE 2313331, DE 3732116, DE 10114445, DE 10114446, DE 10 2006 008077 und DE 10 2007 026503 beschriebenen Effektpartikeln versehen sind, ist hingegen problematisch, weil die Effektpartikel dazu neigen, sich beim Auftreten auf das zu beschichtende Werkstück aufzurichten oder zusammenzuballen, was zu einer Verschlechterung der Beschichtungsqualität führt.

Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Beschichtungsqualität besteht darin, zunächst eine erste Lackschicht unter Verwendung eines Rotationszerstäubers aufzutragen und daraufhin ei- ne Effektschicht mittels eines Luftzerstäubers zu erzeugen. Nachteilig an diesem Mehrfachbeschichtungskonzept ist jedoch der insgesamt erhöhte Beschichtungsaufwand. Aus den Druckschriften JP 60-175567 A, DE 10 2004 035 866 Al, DE 197 28 704 Al und DE 10 2007 016 996 Al sind allgemein Be- schichtungsmittel bekannt, die Teilchen umfassen, die durch ein Magnetfeld beeinflussbar sind. Aus Druckschrift US 4,744,513 A ist eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten bekannt, die einen Magneten aufweist, um einen Flugpfad des Beschichtungsmittels zu beeinflussen. In DE 600 18 598 T2 wird das Trocken von flüssigen Basislack- und/oder Klarlackschichten für automobile Beschichtungsanwendungen und insbesondere ein Mehrschrittverfahren zum Aufbringen und

Trocknen einer ersten flüssigen Basislack- und/oder Klarlackschicht vor dem Aufbringen einer zweiten Basislack- und/oder Klarlackschicht darauf beschrieben.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizienteres Konzept zur Beschichtung eines Werkstücks mit Effektpartikel enthaltendem Effektlack zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa- tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen der

Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die Erfindung umfasst jedoch auch einzelne Merkmale der abhängigen Ansprüche ohne die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.

Im Folgenden wird mit dem Begriff „Beschichtung" neben dem

Beschichtungsprozess, bei weichem das Werkstück physikalisch mit dem Effektlack beispielsweise durch eine Nassbeschichtung oder durch eine Pulverbeschichtung beschichtet wird, auch die Ausrichtung der Effektpartikel in dem Effektlack oder vor ei- ner Vermischung der Effektpartikel mit einem Grundlack zu dem Effektlack oder während oder nach der Applikation der Effektpartikel verstanden. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass zur Beschich- tung eines Werkstücks, insbesondere zur Serienbeschichtung eines Kraftfahrzeug-Karosseriebauteils, ein Effektlack mit permanent-magnetischen bzw. ferromagnetischen oder magneti- sierbaren Effektpartikeln herangezogen werden kann, welche durch ein äußeres magnetisches Feld während oder unmittelbar nach der Applikation des Effektlackes mit beispielsweise einem Rotationszerstäuber oder einem Luftzerstäuber ausgerichtet werden können.

Dadurch wird erreicht, dass die Ausrichtung der Effektpartikel und somit der erzielte optische Effekt bzw. der resultierende Farbton applikationsunabhängig, insbesondere unabhängig von den applikationsbedingten Fließvorgängen, ist. Ferner können insbesondere bei der Beschichtung von Fahrzeug- Karosserien oder Karosseriebauteilen mit Effektlacken vielfältige optische Effekte, wie beispielsweise Metallic- oder Flip-Flop- oder Holographie-Effekte, bereits bei der Rotationszerstäubung und nicht erst bei der anschließenden Luftzer- stäubung z.B. zur manuellen Nachbesserung eingestellt werden. Daher können auch unterschiedliche Karosseriebereiche unter Verwendung von unterschiedlichen Beschichtungstechniken beschichtet werden, weil zur Ausrichtung der Effektpartikel keine weiteren Beschichtungsschritte notwendig sind. Darüber hinaus wird auf diese Weise sichergestellt, dass auch die seitens der Zulieferer beschichteten Karosserie- bzw. Fahrzeugbauteile stets denselben optischen Effekt aufweisen.

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung zur Be- Schichtung eines Werkstückes, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Karosseriebauteils, mit Effektlack, welcher magnetisier- bare oder permanent-magnetische, d.h. einen magnetischen Nord- und einen magnetischen Südpol enthaltende, Effektpartikel aufweist. Dadurch können dreidimensionale Effekte erzeugt werden, weil neben einer räumlichen Ausrichtung auch ein Ausrichtungsgrad bezüglich einer vorgegebenen Ebene, insbesondere eine Vorzugsrichtung oder ein vorbestimmter Winkel oder eine vorbestimmte Abweichung hiervon, durch eine Magnetfeld- richtung und/oder durch eine Magnetfeldstärke und/oder durch eine Magnetfeldfrequenz und/oder durch eine Dauer der Magnetfeldbeaufschlagung beeinflusst werden kann.

Die Beschichtungsvorrichtung kann beispielsweise, jedoch nicht notwendigerweise, einen Lackapplikator, beispielsweise einen Rotationszerstäuber bzw. einen elektrostatischen Rotationszerstäuber, insbesondere einen Glockentellerzerstäuber oder einen Scheibenzerstäuber, oder einen LuftZerstäuber bzw. einen pneumatischen Zerstäuber oder einen Airless-Zerstäuber zur Applikation des Effektlackes umfassen. Der Lackapplikator kann gemäß einer Ausführungsform den die Effektpartikel bereits enthaltenden Effektlack unmittelbar applizieren. Der Lackapplikator kann jedoch gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Grundlack und getrennt hierzu die Effektpartikel, beispielsweise gleichzeitig oder in einer beliebigen Reihenfolge nacheinander, applizieren. Die Vermengung bzw. Vermischung der Effektpartikel mit dem Grundlack zu einem Effektlack kann beispielsweise direkt am Lackapplikator oder am Werkstück oder auf dem Wege dorthin stattfinden.

Die Beschichtungsvorrichtung umfasst ferner eine Feldbeaufschlagungseinrichtung zum Beaufschlagen der Effektpartikel mit magnetischem Feld, um eine vorbestimmte räumliche Ausrichtung der Effektpartikel in dem Effektlack zu erzeugen. Die Feldbeaufschlagungseinrichtung kann die Effektpartikel bereits bei deren Applikation mit Magnetfeld unmittelbar oder in einer bestimmten Entfernung zum Lackapplikator beaufschlagen. Die Feldbeaufschlagungseinrichtung kann ferner zur Ausrichtung der Effektpartikel den Lackapplikator mit magneti- schem Feld beaufschlagen, um eine Applikation bereits ausgerichteter Effektpartikel zu bewirken. Die Feldbeaufschlagungseinrichtung kann auch bereits applizierte Effektpartikel mit magnetischem Feld unmittelbar an dem Werkstück oder in einer vorbestimmten Entfernung hiervon beaufschlagen. Die Feldbeaufschlagungseinrichtung kann ein Bestandteil des La- ckapplikators sein, um beispielsweise eine unmittelbare Beaufschlagung der Effektpartikel zu bewirken. Die Feldbeaufschlagungseinrichtung kann jedoch separat ausgeführt und kein Bestandteil des Lackapplikators sein. Insbesondere in derartigen Fällen ist der Lackapplikator optional und kein wesentliches Merkmal der Beschichtungsvorrichtung.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungsein- richtung ein Felderzeugungselement, beispielsweise einen oder mehrere Permanentmagneten oder Elektro-Magneten, zum Erzeugen des magnetischen Feldes, aufweisen. Die Feldbeaufschlagungseinrichtung kann ferner ein feldführendes oder feldverlängerndes Element, insbesondere ein ferromagnetisches Element, aufweisen, das eine gezielte Führung des Magnetfeldes zu einem Beaufschlagungsort ermöglicht.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung ferner ein magnetisches Feld mit variierender FeId- stärke erzeugen. Hierzu kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung die Feldstärke des magnetischen Feldes durch eine Änderung eines Abstandes der Feldbeaufschlagungseinrichtung oder eines Felderzeugungselementes bezüglich des Werkstücks oder bezüglich des Lackapplikators oder durch eine Änderung einer Stromstärke eines Aktivierungsstroms durch ein Felderzeugungselement, beispielsweise durch einen Elektromagneten, o- der durch eine Maskierung des magnetischen Feldes mit einer bevorzugt nicht-ferromagnetischen Felddämpfungsmaske, beispielsweise mit einer nicht-ferromagnetischen Felddämpfungs- maske aus einer Mehrzahl von nicht-ferromagnetischen FeId- dämpfungsmasken mit unterschiedlichen Felddämpfungscharakte- ristika bzw. Felddämpfungsstärken, einstellen oder ändern. Dadurch können in besonders einfacher und wirkungsvoller Wei- se unterschiedliche Effekte durch eine gezielte Ausrichtung der Effektpartikel realisiert werden.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung eine Mehrzahl von Felderzeugungselementen, bei- spielsweise eine Mehrzahl von Permanent-Magneten oder E- lektro-Magneten, aufweisen, welche matrixförmig angeordnet und/oder einzeln und/oder spaltenweise und/oder reihenweise und/oder gruppenweise, insbesondere mittels eines Aktivierungsstroms konstanter oder veränderlicher Stromstärke durch einen Elektro-Magneten oder durch eine Felddämpfungsmaske, aktivierbar oder deaktivierbar sind. Die Felddämpfungsmaske kann beispielsweise zur Abdeckung des magnetischen Feldes herangezogen werden und aus einem isotropen bzw. nicht- ferromagnetischem Material geformt sein. Dadurch kann in be- sonders einfacher Weise eine selektive Ausrichtung der Effektpartikel erreicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung ein oder eine Mehrzahl von Felderzeugungselementen der vorgenannten Art aufweisen, welche beispielsweise untereinander, nebeneinander oder kreisförmig angeordnet und relativ zu dem Werkstück translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar sind. Bevorzugt sind eine erste Anzahl der Mehrzahl der Felderzeugungselemente gemäß einem ersten Zeitschema ak- tivierbar oder deaktivierbar und eine zweite Anzahl der Mehrzahl der Felderzeugungselemente gemäß einem zweiten Zeitschema aktivierbar oder deaktivierbar, um beispielsweise unterschiedliche Bereiche des Effektlackes oder des Werkstücks zur räumlichen Ausrichtung der Effektpartikel mit magnetischem Feld zu beaufschlagen. Die Zeitschemata können beispielsweise angeben, zu welchen Zeitpunkten welche Felderzeugungselemente wie vorstehend ausgeführt aktiviert oder deaktiviert werden können. So kann das erste Zeitschema erste Zeitpunkte angeben und das zweite Zeitschema zweite Zeitpunkte angeben, wobei die ersten Zeitpunkte sich von den zweiten Zeitpunkten unterscheiden, zumindest teilweise unterscheiden oder nicht unterscheiden. Durch diese Zeitsteuerung wird in besonders einfacher Weise erreicht, dass vorbestimmte Flächenmuster, bei- spielsweise Wellenmuster oder Linienmuster, einfach und effizient erzeugt werden können.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung zumindest ein Felderzeugungselement der vorgenannten Art aufweisen, welches bezüglich des Werkstücks oder bezüglich des Lackapplikators rotatorisch, beispielsweise auf einer Kreis- oder Ellipsenbahn, bewegbar ist. Das zumindest eine Felderzeugungselement kann ferner gemäß einem vorbestimmten Zeitschema wie vorstehend ausgeführt aktivierbar oder de- aktivierbar sein. Dadurch können die Effektpartikel in besonders einfacher und effizienter Weise beispielsweise wellenartig ausgerichtet werden.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungsein- richtung in einer vorbestimmten räumlichen Anordnung, insbesondere seitlich, bezüglich des Lackapplikators oder bezüglich des Werkstücks angeordnet sein oder den Lackapplikator oder ein Bestandteil des Lackapplikators, beispielsweise einen Glockenteller eines Rotationszerstäubers, zumindest teil- weise, beispielsweise ringförmig, umschließen. Dadurch wird in besonders einfacher Weise erreicht, dass die Effektpartikel unmittelbar am Lackapplikator mit magnetischem Feld beaufschlagt werden, oder dass die Effektpartikel den Weg vom Lackapplikator zum Werkstück hin unter Einfluss des magneti- sehen Feldes zurücklegen. Dadurch ist eine besonders sichere und effiziente Ausrichtung der Effektpartikel möglich.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungsein- richtung ein Felderzeugungselement der vorgenannten Art aufweisen, das in dem Lackapplikator, beispielsweise in einem Rotationszerstäuber, angeordnet oder dessen Bestandteil, beispielsweise ein Gehäuseteil oder ein Glockenteller oder ein Lenkluftring oder eine Überströmfläche oder eine Sprühkante eines Rotationszerstäubers, ist. Somit kann der Lackapplikator zumindest teilweise das Felderzeugungselement der Feldbeaufschlagungseinrichtung bilden, wodurch eine besonders wirkungsvolle Beaufschlagung der Effektpartikel mit magnetischem Feld ermöglicht wird.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung ein Felderzeugungselement mit einer vorbestimmten geometrischen Form zur Erzeugung des magnetischen Feldes aufweisen, um die Effektpartikel entsprechend dieser geometri- sehen Form auszurichten. Dadurch können in einfacher Weise vorbestimmte Muster, wie beispielsweise Schriften, Logos oder dergleichen, erzeugt werden. Wird das Felderzeugungselement beispielsweise unmittelbar an dem Lackapplikator angebracht, so können die Effektpartikel bereits bei der Applikation der- selben unter Einfluss des magnetischen Feldes nicht nur räumlich ausgerichtet, sondern auch geeignet ausgelenkt werden, wodurch beliebige geometrische Formen in besonders einfacher Weise insbesondere bei einer Serienbeschichtung realisierbar sind.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung ferner ein veränderliches, beispielsweise ein pulsierendes, magnetisches Feld erzeugen, um die Effektpartikel vorteilhaft gemäß einem vorbestimmten Muster, das beispielsweise wellenförmig sein kann, auszurichten.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungsein- richtung ferner das Werkstück beispielsweise mittels eines Felderzeugungselementes der vorgenannten Art magnetisieren, so dass die Effektpartikel auch unmittelbar am Werkstück ausgerichtet werden können.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Lackapplikator den bereits die Effektpartikel enthaltenden Effektlack oder die Effektpartikel und einen Grundlack beispielsweise mittels eines und desselben Rotationszerstäubers applizieren. Der Lackapplikator kann ferner einen ersten Rotationszerstäuber zur Ausgabe eines Grundlackes und einen zweiten Rotationszerstäuber zur Ausgabe der Effektpartikel aufweisen. Durch die von dem Grundlack getrennte Applikation der Effektpartikel wird eine besonders effiziente Ausrichtung derselben ermöglicht, weil eine Verteilung der Effektpartikel gezielt beeinflusst werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Beschichtungsvorrichtung eine Trocknereinrichtung, beispielsweise eine Ultraviolettlampe oder einen Infrarotstrahler oder ein Warmluftgebläse oder einen Laser, zur Trocknung bzw. Härtung des Effektlackes aufweisen. Bevorzugt ist die Feldbeaufschlagungseinrichtung ausgebildet, beispielsweise einen ersten Bereich des Werkstücks mit einem ersten magnetischen Feld zu beaufschlagen, woraufhin der Effektlack in dem ersten Bereich des Werkstücks mittels der Trocknereinrichtung gehärtet werden kann. Daraufhin kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung einen zweiten Bereich des Werkstücks mit einem zweiten magnetischen Feld beaufschlagen, um die Effektpartikel bereichsweise auszurichten. Die Trocknereinrichtung kann daraufhin den Effektlack in dem zweiten Bereich des Werkstücks trocknen, wodurch der Effektlack gehärtet wird. Das erste magnetische Feld und das zweite magnetische Feld können gleiche oder unterschiedliche Feldstärken und/oder Richtungen aufweisen, so dass die Ef- fektpartikel bereichsweise gleich oder unterschiedlich ausgerichtet werden können. Durch die bereichsweise Trocknung bzw. Härtung des Effektlackes wird zudem in besonders einfacher Weise sichergestellt, dass bereits ausgerichtete Effektpartikel bei erneuter Feldbeaufschlagung nicht erneut ausgerichtet werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Lackieranlage, beispielsweise einen Lackierroboter, welche die erfindungsgemäße Be- schichtungsvorrichtung oder eine Mehrzahl der erfindungsgemä- ßen Beschichtungsvorrichtungen aufweist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Beschichtungsverfahren zur Beschichtung eines Werkstückes, beispielsweise eines Kraftfahrzeug-Karosseriebauteils, mit Effektlack, welcher perma- nent-magnetische oder magnetisierbare Effektpartikel aufweist. Das Beschichtungsverfahren umfasst das Applizieren des Effektlackes und das Beaufschlagen der Effektpartikel mit magnetischem Feld, um eine vorbestimmte räumliche Ausrichtung der Effektpartikel in dem Effektlack zu erzeugen. Weitere Verfahrensschritte ergeben sich unmittelbar aus der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung.

Die Erfindung betrifft ferner einen Effektlack zur Beschichtung eines Werkstücks, beispielsweise eines Kraftfahrzeug- Karosseriebauteils, oder eine Effektlackschicht, wobei der Effektlack oder die Effektlackschicht permanent-magnetische Effektpartikel, welche einstückig sein können, aufweist. Dadurch wird in besonders einfacher Weise sichergestellt, dass die Effektpartikel unter Einwirkung eines magnetischen Feldes räumlich ausrichtbar sind. Die Effektpartikel können beispielsweise Permanent-Magnete und kreisförmig, tetraederför- mig, dreieckig oder rechteckig sein. Die Lackschicht kann beispielsweise eine Grundlackschicht aufweisen, in welcher derartige Permanent-Magnete angeordnet bzw. ausgerichtet sind.

Die Erfindung betrifft ferner ein Werkstück, insbesondere ein Kraftfahrzeug-Karosseriebauteil, das mit dem erfindungsgemä- ßen Effektlack oder mit der erfindungsgemäßen Effektlackschicht beschichtet ist.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Beschichtungsvorrichtung;

Figur 2 eine Feldbeaufschlagungseinrichtung;

Figur 3 ein zeitliches Aktivierungsschema einer Feldbeaufschlagungseinrichtung;

Figur 4 eine Feldbeaufschlagungseinrichtung;

Figur 5 eine räumliche Ausrichtung von Effektparti- kein;

Figur 6 eine beispielhafte Ausrichtung von permanentmagnetischen Effektpartikeln; und

Figur 7 eine beispielhafte Darstellung räumlich ausgerichteter Effektpartikel. Figur 1 zeigt eine Beschichtungsvorrichtung 100 zur Beschich- tung eines Werkstücks, beispielsweise zur Serienbeschichtung eines Kraftfahrzeug-Karosseriebauteils, mit Effektlack, welcher permanent-magnetische oder magnetisierbare Effektparti- kel aufweist. Die Beschichtungsvorrichtung umfasst einen La- ckapplikator 101, welcher optional sein kann, zur Applikation des Effektlacks sowie eine Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 zum Beaufschlagen der Effektpartikel mit magnetischem Feld. Die Beschichtungsvorrichtung kann eine optionale Trocknerein- richtung 105 aufweisen, welche zur Aushärtung des Effektlackes vorgesehen ist.

Die Effektpartikel können beispielsweise permanentmagnetische oder magnetisierbare Pigmente sein, welche durch ein mittels der Feldbeaufschlagungseinrichtung 101 bereitgestelltes äußeres Magnetfeld insbesondere automatisiert ausrichtbar sind, so dass eine Serienlackierung von Kraftfahrzeugen oder von Kraftfahrzeugteilen effizient durchgeführt werden kann. Die Ausrichtung der Effektpartikel durch das äu- ßere magnetische Feld kann sowohl flächig als auch partiell erfolgen, was beispielsweise durch eine gezielte Bereitstellung des Magnetfeldes mittels der Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 bewirkt werden kann. Auf diese Weise können beispielsweise bei einer partiellen Ausrichtung der Effektparti- kel optische Effekte eingestellt werden, welche mit den herkömmlichen Technologien nur schwierig zu realisieren sind. So können beispielsweise Designstreifen oder Logos oder auch Typenbezeichnungen direkt im Effektlack erzeugt werden, wobei beispielsweise in Abhängigkeit von der Feldstärke des magne- tischen Feldes auch ein räumlicher Ausrichtungsgrad der Effektpartikel beeinflussbar ist, so dass eine blickwinkelabhängige Effektintensität erzielt werden kann. Darüber hinaus können Effektpartikel in der Gestalt von permanent- bzw. fer- romagnetischen oder magnetisierbaren Pigmenten mit den her- kömmlichen Technologien ausgerichtet werden. Dadurch ergeben sich mehrere Freiheitsgrade bei der Erzielung von optischen Effekten in Effektlacken.

Bei einer flächigen Ausrichtung der Effektpartikel unter Verwendung des äußeren Magnetfeldes kann beispielsweise unabhängig von der jeweils verwendeten Applikationstechnologie eine gleichmäßige Farbtoneinstellung erzielt werden, weil die Effektpartikel beispielsweise nach dem Lackieren mittels des äußeren Magnetfeldes ausgerichtet werden können. So können die Effektpartikel im Falle einer mehrschichtigen Lackierung, insbesondere im Falle einer Zweischichtlackierung, in den unterschiedlichen Lackschichten, beispielsweise in einer ersten Schicht und/oder in einer zweiten Schicht, unterschiedlich ausgerichtet werden, wodurch gezielt weitere optische Effekte realisierbar sind.

Durch die Ausrichtung der ferromagnetischen oder magnetisier- baren Effektpartikel können jedoch auch die Materialeigen- schatten der resultierenden Effektlackschichten beeinflusst werden. So kann beispielsweise bei einer Ausrichtung der Effektpartikel eine resultierende Härte oder eine Viskosität oder eine UV-Beständigkeit des Effektlackes bzw. dessen Oberfläche beeinflusst bzw. verbessert werden.

Die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 kann, wie vorstehend ausgeführt, beispielsweise einen oder mehrere Permanent- Magneten oder Elektro-Magneten zur Erzeugung des äußeren magnetischen Feldes aufweisen. Zur Variierung der Magnetfeld- stärke und/oder der Magnetfeldfrequenz und/oder der Magnetfeldrichtung kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 ferner einen oder mehrere Elektro-Magneten geeignet anregen. So kann beispielsweise zur Erzielung einer variierenden Magnetfeldstärke ein Anregungsstrom mit einer variierenden Strom- amplitude eingestellt werden. Zur Einstellung einer gewünschten Magnetfeldfrequenz kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 beispielsweise eine Frequenz des Anregungsstromes in Übereinstimmung mit der gewünschten Magnetfeldfrequenz ein- stellen. Ferner kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 eine räumliche Ausrichtung des resultierenden Magnetfeldes durch eine Überlagerung von mehreren magnetischen Feldern, welche durch mehrere Felderzeugungselemente erzeugt werden können, bewirken. Darüber hinaus kann die Feldbeaufschla- gungseinrichtung 103 beispielsweise ein magnetisches Feld durch beispielsweise eine Nichtaktivierung oder eine Maskierung von Felderzeugungselementen mit beispielsweise Felddämpfungsmasken, welche vorbestimmte Bereiche aussparen, erzeugen.

Die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 kann ferner ein pulsierendes und/oder ein veränderliches Magnetfeld erzeugen, um beispielsweise eine vorbestimmte oder eine unregelmäßige Ausrichtung der Effektpartikel, beispielsweise in der Gestalt eines Wolkenmusters oder eines Eisblumenmusters oder eines ähnlichen Musters, zu bewirken.

Die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 kann ferner ein mehrere Permanent- oder Elektro-Magnete umfassendes Felderzeu- gungselement aufweisen, sodass durch eine selektive Aktivierung oder Maskierung desselben ein fortschreitendes oder ein wechselndes Magnetfeld zur Effekteinstellung erzeugt werden kann.

Zur Änderung einer Magnetfeldstärke kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103, wie vorstehend ausgeführt, eine Stromstärke eines Stroms durch zumindest einen Elektro-Magneten variieren. Darüber hinaus kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 einen Abstand eines Felderzeugungselements, bei- spielsweise eines Permanent- oder eines Elektro-Magneten, zum zu beschichtenden Werkstück ändern bzw. variieren. Ferner können Felddämpfungsmasken vorgesehen sein, welche zur Magnetfeldabschirmung bzw. -dämpfung eingesetzt werden. Vorzugs- weise sind derartige Felddämpfungsmasken aus isotropen bzw. nicht-ferromagnetischen Materialien geformt.

Zur Ausrichtung der Effektpartikel kann die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 beispielsweise einen oder mehrere Magne- ten der vorgenannten Art aufweisen, welche unmittelbar an o- der nach einer Lackierzone angeordnet sind, was vorteilhaft bei einer Ausrichtung der Effektpartikel insbesondere in feuchtem Effektlack ist. Ist das Felderzeugungselement der Feldbeaufschlagungseinrichtung, beispielsweise ein Permanent- oder ein Elektro-Magnet, stationär angeordnet, so kann ein

Portal für eine flächige Ausrichtung der Effektpartikel vorgesehen sein. Das Felderzeugungselement kann jedoch auch seitlich des Werkstücks angeordnet sein, so dass gezielt Effektstreifen auf einer Werkstückseite, beispielsweise auf ei- ner Karosserieseite, erzeugt werden können.

Die Feldbeaufschlagungseinrichtung kann ferner deren Felderzeugungselement, beispielsweise einen oder mehrere Magneten, beispielsweise gemäß einem vorbestimmten Bewegungsablauf füh- ren, um das Werkzeug gemäß diesem Bewegungsablauf mit magnetischem Feld zur Ausrichtung der Effektpartikel zu beaufschlagen. Das Felderzeugungselement kann beispielsweise auf einem Roboterarm eines Roboters befestigt werden, wobei die Führung des Roboterarms durch die Feldbeaufschlagungseinrich- tung 103 steuerbar sein kann. Je nach Applikationstechnik, Lackmaterial oder Taktzeit kann die Führung des Felderzeugungselementes effizient derart gesteuert werden, dass stets die gewünschte Ausrichtung der Effektpartikel erreicht werden kann. Neben dem Felderzeugungselement der Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 kann auch der Lackapplikator 101 auf einem Roboter, insbesondere auf einem Roboterarm, angebracht werden, so dass die Effektpartikel direkt bei der Lackierung ausgerichtet werden können.

Die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 kann ferner ein Felderzeugungselement, beispielsweise einen Permanent-Magneten oder einen Elektro-Magneten, aufweisen oder als ein derartiges Felderzeugungselement geformt sein, wobei das Felderzeugungselement beispielsweise ringförmig oder zumindest teilweise ringförmig um den Lackapplikator 101 angeordnet sein kann. Dadurch kann eine stets gleiche, d.h. im Bereich eines Ausrichtungsbereichs liegende, Ausrichtung der Effektpartikel unabhängig von einer jeweiligen Verfahrrichtung des Applikators 101 gewährleistet werden.

Zum Schutz der Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 oder des Felderzeugungselementes vor Verschmutzung kann diese oder dieses mit Luft beaufschlagt, beispielsweise gespült, werden. Hierzu kann eine pneumatische Einrichtung vorgesehen sein, welche einen die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 oder das Felderzeugungselement umspülenden Luftstrom erzeugt. Bei ei- ner Ausbildung der Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 oder des Felderzeugungselementes in der Gestalt von beispielsweise einem Magnetring kann diese oder dieses auch die Lenkluftfunktion des Lackapplikators 101 übernehmen. Darüber hinaus kann ein Lenkluftring oder ein sonstiges Element des La- ckapplikators 101 magnetisch ausgeführt sein. Das Felderzeugungselement kann ferner seitlich an dem Lackapplikator 101 oder an einem Rotationszerstäuber desselben, bevorzugt in Bewegungsrichtung hinter einer Lackausflussöffnung, angeordnet bzw. angebracht werden, wodurch eine unmittelbare Beaufschla- gung der Effektpartikel mit magnetischem Feld bewirkt werden kann.

Die Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 bzw. deren Felderzeu- gungselement kann beispielsweise in der Gestalt eines Magneten ein oder mehrere Elemente des Lackapplikators 101 formen. Handelt es sich bei dem Lackapplikator 101 beispielsweise um einen Rotationszerstäuber, so kann es sich dabei beispielsweise um einen oder mehrere Lenkluftringe, eine Glockenteller oder um ein oder mehrere Gehäuseteile handeln.

Zum Ausrichten der Effektpartikel kann das Felderzeugungselement der Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 beispielsweise beim Lackieren aktiv bzw. nicht-maskiert sein, so dass die Effektpartikel direkt bei deren Applikation ausgerichtet werden. Das Felderzeugungselement kann jedoch auch nach dem Lackieren in einem weiteren Verfahrensdurchgang aktiviert werden.

Das Felderzeugungselement der Feldbeaufschlagungseinrichtung 103 kann gemäß einer Ausführungsform eine vorbestimmte geometrische Form aufweisen, die beispielsweise einem Logo oder einer Typenbezeichnung entspricht. Hierzu kann das Felderzeugungselement in der Gestalt eines Stempels aus einem magneti- sehen Material geformt sein. Das Felderzeugungselement kann jedoch mehrere Permanent- und/oder Eiektro-Magneten aufweisen, die in einer Matrix angeordnet sind. Zum Erzeugen eines vorbestimmten geometrischen Musters können die Magneten nach Art einer LED-Anzeige selektiv, beispielsweise einzeln, paar- weise, gruppenweise, reihenweise oder spaltenweise, angesteuert werden, um einen dieser geometrischen Form entsprechenden Verlauf des magnetischen Feldes zu erzeugen. Ein derartiger vorbestimmter Verlauf kann wie vorstehend erwähnt auch durch eine Maskierung mittels einer Maske, beispielsweise mittels einer Felddämpfungsmaske, erzielt werden. Eine derartige Maske besteht bevorzugt aus einem beispielsweise nicht- ferromagnetischen oder einem isotropen Material, das das Magnetfeld abschirmt. Die Maske kann beispielsweise eine vorbe- stimmte geometrische Form aufweisen, welche die Verwendung eines flächigen magnetischen Feldes ermöglicht. Die Maske kann jedoch dazu dienen, einen Bewegungsablauf des Felderzeugungselementes festzulegen. Hierzu kann beispielsweise eine Kontur der Maske mit dem Felderzeugungselement abgefahren bzw. abgetastet werden, um die Effektpartikel gemäß dieser Kontur auszurichten.

Gemäß einer Ausführungsform können die Effektpartikel bei einem Antrocknen oder bei einem An- bzw. Aushärten des Effekt- lackes fixiert werden. Hierzu können die Effektpartikel in einem vorbestimmten Bereich des Werkstücks in eine vorbestimmte Richtung ausgerichtet werden, woraufhin der Effektlack in dem vorbestimmten Bereich angetrocknet bzw. angehärtet wird. Anschließend können die Effektpartikel in den übri- gen, nicht angehärteten Bereichen der beschichteten Fläche beispielsweise in eine andere Richtung ausgerichtet werden. Das Antrocknen bzw. Anhärten des Effektlackes kann in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Effektlackes mittels der Trocknungseinrichtung 105, welche einen Laser aufweisen kann, erfolgen. Dabei ist es möglich, mittels des Lasers oder mittels einer Trocknungsmaske bestimmte Bereiche des Effektlackes gezielt anzutrocknen.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Feldbeaufschlagungsein- richtung 103 das Werkstück oder dessen Bestandteile magneti- sieren, um die Effektpartikel unmittelbar am Werkstück direkt auszurichten oder um die Feldwirkung zu beeinflussen. Eine derartige Magnetisierung kann bevorzugt vorgenommen werden, falls das Werkstück, beispielsweise ein Karosseriebauteil, aus einem magnetisierbaren Material geformt ist.

Gemäß einer Ausführungsform können die Effektpartikel mittels des Lackapplikators 101 beispielsweise partiell auf diejenigen vorbestimmten Flächen des Werkstücks appliziert werden, auf denen die Effektpartikel auszurichten sind. Dabei können die Effektpartikel einem Grundlack gezielt beigemischt werden, wobei für die vorbestimmten Flächen auch ein vorgemisch- ter Effektlack verwendet werden kann. Hierzu kann für die jeweiligen Flächen bzw. Teilflächen beispielsweise ein Grundlack im Vorfeld mit einer gewünschten Konzentration an Effektpartikeln vorgemischt und dem Lackapplikator 101 über eine separate Leitung zugeführt werden, so dass dieser den Ef- fektlack gezielt applizieren kann. Darüber hinaus können die Effektpartikel in oder an dem Lackapplikator 101 einem Grundlack gezielt zugemischt werden, was den Vorteil einer einzigen Farbversorgung und einer einzigen Effektpartikelzuleitung für jeden Grundlack mit sich bringt. Ferner können die Ef- fektpartikel jedem Grundlack gezielt an dem Lackapplikator

101 zudosiert werden, wobei eine Konzentration der Effektpartikel in Abhängigkeit von einer gewünschten Stärke des mit der Ausrichtung der Effektpartikel einhergehenden Effektes eingestellt werden kann.

In Fig. 2 ist ein beispielhaftes Aktivierungsschema einer in Figur 2a dargestellten Feldbeaufschlagungseinrichtung 201 mit einer Mehrzahl von untereinander angeordneten, beispielsweise rechteckförmigen Felderzeugungselementen 203, welche bei- spielsweise als Permanent-Magnete oder als Elektro-Magnete ausgeführt sind. Bevorzugt sind die Felderzeugungselemente 203 einzeln oder paarweise aktivierbar, wie es beispielsweise in Figur 2b anhand der aktivierten Felderzeugungselemente 205 und der deaktivierten Felderzeugungselemente 207 verdeutlicht ist.

In Figur 3 ist ein beispielhafter zeitlicher Ablauf eines Ak- tivierungsschemas von Felderzeugungselementen 301, 303, 305 und 307 einer Feldbeaufschlagungseinrichtung 309 dargestellt. Die Felderzeugungselemente 301 - 307 sind beispielsweise wie in Figur 2 dargestellt spaltenförmig untereinander angeordnet und können entlang der Zeitachse t jeweils nach oder für 0,125 Sekunden eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden. Dieses zeitliche Aktivierungs- bzw. Deaktivierungsschema kann bevorzugt bei einer Serienbeschichtung mit einer in Figur 3 dargestellten Verfahrrichtung v mit einer beispielhaften Verfahrgeschwindigkeit eines die Beschichtungsvorrichtung tra- genden Roboters von 400 mm/s eingesetzt werden. Dabei werden durch das Ein- bzw. Ausschalten unterschiedliche Zustände der Magnete eingestellt, während sie beispielsweise eine beschichtete bzw. lackierte Fläche 311 überstreichen. Dabei werden die in dem Effektlack enthaltenen Effektpartikel der geometrischen Form der jeweils aktivierten Felderzeugungselemente 301 - 307 ausgerichtet, so dass sich beispielsweise rechteckförmige Effektbereiche 313 mit ausgerichteten Effektpartikeln ergeben.

Figur 4 zeigt eine Feldbeaufschlagungseinrichtung 401 mit einem exzentrisch angeordneten Felderzeugungselement 403, das ein Permanent-Magnet oder ein Elektro-Magnet sein kann. Die Feldbeaufschlagungseinrichtung 401 ist bevorzugt rotierbar, so dass das Felderzeugungselement 403 die in Figur 4 rechts dargestellten Positionen auf einer Kreisbahn annehmen kann. Die Feldbeaufschlagungseinrichtung 401 kann dabei linear, beispielweise kontinuierlich, oder schrittweise rotierbar sein, wobei eine Rotationsschrittweite fest vorgebbar oder einstellbar sein kann. Die in Figur 4 dargestellte Feldbeauf- Schlagungseinrichtung 401 kann ferner translatorisch, beispielsweise unter Verwendung eines Roboters, bewegbar sein, so dass das Felderzeugungselement 403 bei einer rotatorischen und einer translatorischen Bewegung beispielsweise entlang einer wellenförmigen oder einer spiralförmigen Bahn bewegbar ist. Ein beispielhaft resultierender Effekt einer derartigen Bewegung ist in Figur 5 dargestellt. Dabei wird die Feldbeaufschlagungseinrichtung 401 translatorisch in die Richtung v mittels eines Roboters bewegt. Bei einer rotatorischen Bewe- gung der Feldbeaufschlagungseinrichtung richtet das rotierende Felderzeugungselement 403 die Effektpartikel 501 in einem Effektlack 503 beispielsweise wellenförmig auf, wodurch sich das in Figur 5 dargestellte Effektmuster ergibt.

Die Feldbeaufschlagungseinrichtung 403 kann beispielsweise um 360° rotierbar gelagert sein. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, die Feldbeaufschlagungseinrichtung 401 abwechselnd in unterschiedliche Richtungen rotieren zu lassen, wobei eine Rotationsauslenkung der Feldbeaufschlagungseinrichtung 360° überschreitet oder nicht überschreitet.

Figur 6 verdeutlicht die Ausrichtung von beispielsweise permanent-magnetischen oder magnetisierbaren Effektpartikeln 601 mittels eines Permanent-Magneten 603 einer in Figur 6 nicht dargestellten Feldbeaufschlagungseinrichtung. Die Effektpar- tikei 601 sind in einer ersten Effektlackschicht 605 angeordnet, wobei die erste Effektlackschicht 605 auf einem Substrat 607 angeordnet ist. Unter Einwirkung des Magnetfeldes richten sich die Effektpartikel 601 in Abhängigkeit von einer Feldpo- larität auf. Bei einer seitlichen Verschiebung des Magneten 603 können die beispielhaft länglichen Effektpartikel 605 beispielsweise schräg ausgerichtet werden, so dass unterschiedliche Ausrichtungsgrade bewirkbar sind. Auf diese Weise können insbesondere mehrfarbige oder mehrschichtige Effekte erzeugt werden.

Sind die Effektpartikel 601 magnetisierbar bzw. ferromagne- tisch, so werden sie unter Einwirkung des Magnetfeldes richtungsunabhängig nach oben ausgerichtet, da die die Effektpartikel 601 bildenden Elementarmagnete ungeordnet und frei in der Effektlackschicht 603 angeordnet sind. Bevorzugt ist dabei die Feldstärke des durch den Magneten 603 erzeugten äuße- ren Magnetfeldes stärker als eine Anziehungskraft der Effektpartikel 601 untereinander. Diese Anziehungskraft kann jedoch gezielt eingesetzt werden, um weitere Effekte zu erzielen. Ferner können die Effektpartikel 601 vor dem Abschalten bzw. Deaktivieren des äußeren Magnetfeldes in ihrer Lage bei- spielsweise mittels einer wie vorstehend beschrieben ausgeführten Trocknereinrichtung fixiert werden.

Figur 7 verdeutlicht eine beispielhafte Anordnung der Effektpartikel 601, bei der diese schräg bezüglich einer Vertikalen ausgerichtet sind, so dass die Normalen deren seitlichen O- berflächen einen Winkel mit der Vertikalen bilden, welcher beispielsweise größer als 0° und kleiner als 90° sein kann.

Durch eine geeignete Beaufschlagung der Effektpartikel mit einem äußeren Magnetfeld können partielle oder flächige Effekte erzeugt werden, ohne dass weitere Lackschichten oder Folien benötigt werden. Durch eine gezielte Ausrichtung der Effektpartikel kann ferner eine Farbtoneinstellung vereinfacht werden. Darüber hinaus können zusätzliche Effekte er- zeugt werden, welche neben einer äußeren, optischen Wirkung auch die Materialeigenschaften einer resultierenden Effektlackschicht beeinflussen können. Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf eine Feldbeaufschlagungseinrichtung 801 mit einem Felderzeugungselement 803, beispielsweise einem Magneten, dessen Form ein geometrisches Muster darstellt. Durch das durch das Felderzeugungselement 803 erzeugte magnetische Feld kann eine Ausrichtung der auf einer Oberfläche eines Effektlackes 805 angeordneten Effekt- Partikel 807 bewirkt werden, wie sie in Figur 8 dargestellt ist.