Aluminium: Oberflächenbehandlung

Anodisieren (Eloxieren)
Um die Oberfläche von Aluminiumlegierungen mit einer Schutzschicht zu versehen, wird sie anodisiert, d.h. einem Verfahren unterzogen, das eine künstliche Verstärkung der Oxidschicht bewirkt, die natürlicherweise bei Bewitterung entsteht. Dieses Verfahren wird als anodische Oxidation bezeichnet. Im deutschsprachigen Raum hat sich jedoch die Bezeichnung Eloxal-Verfahren durchgesetzt (eloxal = Abk. für elektrolytische Oxidation von Aluminium). Bei diesem Prozess wird durch Umwandlung der obersten Metallzone ein Oxid bzw. Hydroxid gebildet. Es entsteht eine 5 bis 25 Mikrometer dünne Schicht, die vor Korrosion schützt – die natürliche Oxidschicht des Aluminiums beträgt lediglich wenige Nanometer. Zuvor müssen die Aluminiumelemente chemisch (Beize) oder/und mechanisch vorbehandelt werden.

Schwarzes, galvanisiertes und pulverbeschichtetes Wellblech umhüllt das Wohnhaus Tumle bei Göteborg/S, Architekten: Johannes Norlander, Göteborg
Golden eloxierte und gelochte Aluminiumpaneele am Institut für Physik und Astronomie in Potsdam, Architekten: Böge Lindner, Hamburg

Die sich bildende Oxidschicht ist hart und chemisch sehr beständig. Eine ausreichende Oxidschichtdicke beträgt mindestens 10 µm. Sie lässt sich in vielen Farbtönen einfärben, die eingesetzten Farbstoffe müssen jedoch lichtecht sein. Die Anodisierung findet Anwendung bei Fassaden, Fensterprofilen, Türprofilen und anderen Bauelementen. Eine genaue Beschreibung der Oxidschichten gibt die DIN 17611: Anodisch oxidierte Erzeugnisse aus Aluminium und Aluminium-Knetlegierungen wieder.

Eine weitere Oberflächenbehandlung von Aluminium ist die organische Beschichtung mittels Flüssiglack bzw. Pulverlack in Form von Folien und Lackbeschichtungen verwendet. Bei diesen wird unterschieden in Pulver- und Nasslackbeschichtungen. Die charakteristischen Eigenschaften eines Beschichtungssystems werden durch das jeweilige Bindemittel bestimmt. Wesentlich für die Entscheidung für ein Beschichtungssystem ist die ästhetische Lebensdauer eines Bauteils, die Farbmöglichkeit und der Glanzgrad. Die Kreidung pro Zeiteinheit ist ein Maß, das Beschichtungssysteme hinsichtlich ihrer Lebensdauer vergleichbar macht. Vor der Beschichtung mit Lacksystemen müssen Aluminiumelemente chemisch gereinigt und vorbehandelt werden. Früher wurden sie dafür chromatiert, inzwischen gibt es aber chromfreie Vorbehandlungen, die z.B. auf Titan und Zirkonium basieren. Diese Zwischenschicht stellt eine Schnittstelle zwischen dem Aluminium und der Beschichtung her.

Nasslacksysteme
Für Außenanwendungen werden Nasslacksysteme meist im Sprühverfahren angewendet. Die flüssigen, dickflüssigen oder festen Bindemittel basieren in der Regel auf Acrylat, Epoxid, Polyurethan oder Silikon-Polyester. Die Oberfläche ist gegenüber der Pulverlacksysteme glatter und dünner. Beim Nasslackieren werden mindestens zwei Schichten aufgetragen. Die Lackschicht aus meist zwei Komponenten wird in einem Kammerofen bei ca. 160 – 200° C vernetzt und ausgehärtet. Die Mindestschichtdicke beträgt 50 µm bei Außenanwendungen (nicht aggressives Gebiet). Alle Farben sind möglich. Metalliclackierungen benötigen eine zusätzliche Deckschicht.

Pulverlacksysteme
Diese werden elektrostatisch auf die Profile, Elemente und Bleche gespritzt und in einem Kammerofen bei 160 bis 240°C vernetzt und ausgehärtet. Die festen Bindemittel basieren auf Epoxid, Polyurethan oder Polyester. Sie bieten ein breites Farbspektrum, sind UV-beständig und bilden einen guten Schutz gegen Korrosion des Untergrundes. Die Lackschicht wird in Ein-Schicht- und Zwei-Schicht-Ausführungen hergestellt. Die Einschicht-Ausführungen sind kostengünstiger haben jedoch größere Schichtdicken Toleranzen (Orangenhaut-Effekt). Pulverbeschichtungen sind nach außen weniger starr als Nasslacke. Die Starrheit nimmt bei Zwei-Schicht-Ausführungen zu. Das Preis/Qualitäts Verhältnis ist im Vergleich zum Nasslack positiv.

PVdF-Lacksysteme
PVdF-Lacksysteme (Polyvenyldidenfluorid als Bindemittel) werden meistens für Nasslackbeschichtungen verwendet – können jedoch auch in Pulverlacksystemen eingesetzt werden. Die Lackschichtdicke für einen Zwei-Schicht Lackaufbau bzw. bei speziellen Farbtönen einem Vier-Schicht Lackaufbau (Metallics) ist wesentlich geringer als in Systemen mit Polyurethan oder Polyester als Bindemittel. Sehr viele Standartfarben und Metallicfarben sind verfügbar. Der Glanzgrad der Farben ist gering (max. seidenmatt). Die Wetterfestigkeit, UV-Beständigkeit und die Lichtechtheit der Farben sind sehr gut. Die Kreidung der Beschichtung setzt wesentlich später ein als bei den Systemen mit anderen Bindemitteln. Hohe Ofentemperaturen verhindern jedoch die Beschichtung von Profilen mit Profilisolatoren (Kunststoff). Die Beschichtungsart mit PVdF ist vergleichsweise teuer.

Fachwissen zum Thema

Aluminiumverkleidung am Internationalen Congress Centrum Berlin (ICC), Architekten: Ralf Schüler und Ursulina Schüler-Witte

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Materialien

Aluminium

Auswahl und Ausführung der Fassade kann stark variieren

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Grundlagen

Anforderungen an Fassaden

Pfosten-Riegel-Fassade der Reederei Ahrenkiel in Hamburg mit Ausfachungen aus Glas und Naturstein, Architekten: PSP Architekten Ingenieure, Hamburg

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Fassadenelemente

Ausfachungen

Vorgehängte, hinterlüftete Fassade aus Titanzinkblech am Jüdischen Museum, Berlin (Beispiel leichte Bekleidungselemente)

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Fassadenelemente

Bekleidungselemente

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