Technologien der Applikationstechniken

Versorgung mit flüssigen Materialien / Versorgungstechnologien für flüssigen Materialien wie z. B. flüssige Farben.

Mittels der Hochdruck-Kolbenpump wird das zu verarbeitende Material von dem Materialvorratsbehälter über die Pumpe in einen Hochdruckschlauch an die Lackierpistole gefördert. Dabei wird ein Materialdruck aufgebaut, mit welchem das Material durch die Düse an der Pistole gepresst und in kleinste Tröpfchen zerstäubt wird. Diese benetzen die Oberfläche des Werkstückes und vereinen sich zu einem geschlossenen Film. Das Förderprinzip dabei ist die Verdrängung, da der Hubkolben das zu verarbeitende Material nach dem Ansaugen in den Schlauch schiebt. Damit gehört die Kolbenpumpe zu den Verdrängerpumpen.

Aufbau: Die Kolbenpumpe besteht aus einem Zylinder, in dem sich ein Kolben befindet. Der Zylinder hat einen Zulauf mit Einlassventil (Ansaugseite) und einen Ablauf mit Auslassventil (Druckseite) damit ist sichergestellt, dass das Fördermedium nur in eine Richtung bewegt wird.

Wenn sich der Kolben vom Zugang durch die Hubbewegung entfernt, entsteht ein Vakuum bzw. ein Sog. Dadurch wird automatisch das Ventil geöffnet und das Material wird in den Zylinderraum gesogen. Wird der Kolben nun durch die Kolbenstange in die entgegengesetzte Richtung geschoben, also zum Auslass hin, wird das Verschlusselement des Auslassventils durch den Druck angehoben und das Fördermedium in den Schlauch gepresst.

Dadurch, dass nun durch die folgenden Kolbenhübe immer mehr Material angesaugt und schließlich in den Schlauch gedrückt wird, wird es auch innerhalb des Schlauches immer weiter zur Pistole gedrängt, bis es schließlich aus der Düse herausgepresst und zerteilt wird.

Eine Kolbenpumpe ist kein Dauerläufer. Sie springt nur an, wenn der Druck unter eine bestimmte Grenze fällt, wie beim Auftragen des Materials. Dann wird der erforderliche Materialdruck wieder aufgebaut und stoppt wieder, wenn der von dem Bediener vorgegebene Förderdruck erreicht ist.

Kolbenpumpen gibt in drei Antriebssystemen: elektrisch, mit Benzin betrieben oder pneumatisch.

2-Kugel-Technologie für die Versorgung mit flüssigen Materialien
In einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe (Kugel u. Sitz für das Ansaugen und Kugel u. Sitz für die Versorgung) wird, wenn der Kolben nach unten fährt, dass Saugventil den Sitz verschließen und das viskose Material wird durch die Kolbenstange aus dem „Materialkammer 2“ verdrängt.

Umgekehrt verhält es sich, wenn der Kolben dann nach oben fährt, öffnet sich das Saugventil und das Material wird in die „Materialkammer 2“ gesaugt. Das Kolbenventil (kleine Kugel) schließt dabei und das Material wird aus der Materialkammer 1 angesaugt.

Einsatzgebiet: unterschiedliche Airless Applikationen wie z. B. Möbel und Holzverarbeitung, Metallbearbeitung, Bau- und Landmaschinen Beschichtung, Werkzeugmaschinen, Container, Transportmaschinen.

Zahnrad-Technologie
Ein von einem Motor angetriebenes Antriebsrad dreht ein Laufrad in die entgegengesetzte Richtung. Durch das Drehen der Zahnräder wird die Flüssigkeit zwischen der Gehäusebohrung und der Außenseite der Zahnräder von der Einlassseite der Pumpe zur Auslassseite befördert.

Dabei ist zu beachten, dass sich die gepumpte Flüssigkeit um die Zahnräder herum und nicht zwischen den Zahnrädern bewegt. Die sich drehenden Zahnräder fördern ständig neue Flüssigkeit von der Saugseite (Einlassseite) zur Druckseite (Auslassseite) der Pumpe.

Membran-Technologie
Doppelt-Membranpumpen / Verdrängerpumpen sind pneumatische Pumpen (Druckluft als Antrieb) zur Erzeugung von niedrigen Förderdrücken. Zum Pumpen der Flüssigkeit wird eine Hubbewegung einer Teflonmembran mit verschiedenen Ventilen (Rückschlagventile, Drosselventile, Klappenventile oder eine andere Ausführung von Absperrventilen) auf beiden Seiten der Membran verwendet. Diese Hubbewegung drückt Flüssigkeit aus einer der Kammern in den Auslassverteiler, während die andere Materialkammer durch den Einlassverteiler gefüllt wird. Bei der nächsten Hubbewegung wird die zuvor gefüllte Kammer entleert und die erste Kammer gefüllt. Die schnellen Hubbewegungen sorgen dafür, dass die Pulsation geringgehalten wird.
Einsatzgebiet: Dieser Pumpentyp eignet sich für Grundierungen, Decklacke und Trennmittel.

Quatro-Technologie
Bei der Quatro Technologie wird mittels eines Kolbens, der über zwei Materialkammern mit exakt dem gleichen Volumen läuft, durch Auf- und Abwärtsbewegung eine hohe Strömungsgeschwindigkeit ohne Pulsation erzeugt. Diese Pumpen erfüllen die hohen Leistungs- und Lebensdaueranforderungen der Automobilindustrie. Sie werden als Nieder- oder Hochdruckpumpen gebaut.

Umschaltmotor- Technologie
Diese Technik wird bei Druckluftmotoren eingesetzt. Der Umschaltmotor hat 2 Kammern, in denen ein Pumpenkolben auf und ab bewegt wird. Während die eine Kammer geleert wird, füllt sich die anderen und umgekehrt. Eignet sich für hohe Ausbringmengen, dabei wird der Pulsationseffekt weitestgehend vermieden.

Dachmanschetten-Dichtung an Pumpen für hochviskose Materialien
Diese sind Pumpen Systeme, die mit Mehrschichtdichtungen ausgerüstet sind. Die Materialien der Mehrschichtdichtungen richtet sich nach den eingesetzten zu förderndem Material z. B. Leder, PE, PU, PTFE-Graphit, PTFE und sind daher sehr geeignet für abrasive Materialien. Sie zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer aus, dass die Dichtungen wiederholt nachgezogen werden können.

Versorgung mit viskosen Materialien sind Technologien, die geeignet sind, hoch viskoses Material (Material mit hoher Viskosität) zwischen den Bauteilen einer Beschichtungsanlage zu fördern.

2-Kugel-Pumptechnologie für hoch viskose Materialien (fließfähige Dichtmittel oder Klebstoffe):
In einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe (Kugel u. Sitz für das Ansaugen und Kugel u. Sitz für die Versorgung) wird, wenn der Kolben nach unten fährt, der Sitz im Saugventil durch die Kugel verschlossen und das viskose Material wird durch die Kolbenstange aus der „Materialkammer 2“ verdrängt.

Umgekehrt verhält es sich, wenn der Kolben dann nach oben fährt öffnet sich das Saugventil und das Material wird in die „Materialkammer 2“ gesaugt. Das Kolbenventil (kleine Kugel) schließt dabei und das Material wird aus der „Materialkammer 1“ angesaugt.

Dachmanschetten-Dichtung an Pumpen für hochviskose Materialien:
Diese sind Pumpensysteme, die mit Mehrschichtdichtungen ausgerüstet sind. Die Materialien der Mehrschichtdichtungen richten sich nach den eingesetzten zu förderndem Material z. B. Leder, PE, PU, PTFE-Graphit, PTFE und sind daher sehr geeignet für abrasive Materialien. Sie zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer aus, dass die Dichtungen wiederholt nachgezogen werden können.

Metalldichtung:
Für sehr dicke (bis zu 15.000.000 CPs) und sehr heiße Materialien wird eine Dichtungstechnik Metall auf Metall eingesetzt. Dabei ist die Packungspatrone aus Metall für Metallkolben. Diese Pumpen eigenen sich nicht für flüssige Materialien.

Schöpfkolbenpumpen:
Bei dieser Pumpe sitzt das Auslassventil direkt im Kolben selbst, dadurch wird im Ausschiebetakt des gepumpten Materials dieses auf die andere Seite des Kolbens befördert und von dort dann beim Ansaugtakt ausgeschoben, dabei wird gleichzeitig auf der anderen Kolbenseite neues Material angesaugt. Dieser Pumpentyp ist geeignet für hochviskoses Material. Dosierpumpen verwenden häufig diese Technologie.

RAM-Pressen:
Auch pneumatische Säulenpressen genannt sind konzeptioniert, um exakt und sauber aus einem Originalgebinde zu fördern. Das Originalgebinde wird in einen zweisäuligen pneumatischen Hub-Induktor gestellt. Eine Doppellippen-Induktorplatte, die mittels Stangen an einer höhenverstellbaren Struktur befestigt ist bestehend aus zwei Pneumatikzylindern, einem Brückenbalken und einer robusten Grundplatte, wird in das Originalgebinde eingeführt. Bei der Abwärtsbewegung der Induktorplatte wird das hochviskose Material durch Druck über ein Auslassventil in der Induktorplatte an die Ansaugeinheit der Pumpe angeschlossen. Damit ist das Fördern des viskosen Materials auch bei niedrigen Temperaturen gewährleistet. Weiterer Vorteil ist, dass das Originalgebinde nach dem kompletten Entleeren sauber ist.

Diese Methode ermöglicht ein schnelles Wechseln des Gebindes.

Umschaltmotor:
Diese Technik wird bei Druckluftmotoren eingesetzt. Der Umschaltmotor hat 2 Kammern, in denen ein Pumpenkolben auf und ab bewegt wird. Während die eine Kammer geleert wird, füllt sich die anderen und umgekehrt. Eignet sich für hohe Ausbringmengen und dabei wird der Pulsationseffekt weitestgehend vermieden.

Beim Dosieren handelt es sich um eine abgemessene Menge z.B. in Volumen oder Gewicht in Abhängigkeit von der Dichte des Beschichtungsstoffes.

Je nach Viskosität und Beschaffenheit des Beschichtungsmaterials gibt es unterschiedliche technische Aufbauten der Dosieranlagen.

Festeingestellte Dosierverhältnis an der Dosieranlage:

Eine Anlage mit einem festeingestellten Dosierverhältnis. Hier wird das Dosierverhältnis über einen definiertes Volumenverhältnis (Zylinder und Kolben) der A-Unterpumpe zur B-Unterpumpe festgelegt. Das Dosierverhältnis kann nur durch Tauschen der Unterpumpen verändert werden.

Elektronische Lösungen mit Steuergerät:

Hubsensor: Bei diesem Messprinzip, bei dem sich der Volumenzähler außerhalb des
Farbstromes befindet, wird der Hub des Luftmotors oder des Materialkolbens gemessen. Dieses Prinzip hat den Vorteil, dass kein Medium den Volumenzähler verstopfen(blockieren) kann, aber das Material nicht direkt, sondern nur indirekt gemessen wird. Der Nachteil dieser Methode: Man geht davon aus, dass das Hydraulikteil der Pumpe zu 100% mit Material gefüllt ist. Dies wir durch verschiedene Rechenschritte (Kolbengeschwindigkeit usw.) kontrolliert. Ein weiterer Nachteil dieses Prinzips ist, dass es nur für einen Farbton geeignet ist (keine Mehrfarbenanlage möglich da kein Rezeptspeicher vorhanden).

Zahnradmesszelle: Bei der Zahnradmesszelle bildet ein sehr präzises eingepasstes
Zahnradpaar das Messwerk, welches sich durch eine hohe Genauigkeit auszeichnet. Ein Signalaufnehmer-System erfasst berührungslos zahnweise jede Messwerkdrehung und wandelt diese in digitale Impulse um. Ein Nachteil stellt das Verstopfen (Blockieren) durch das sie durchfließende Medium dar.

Massendurchflussmesser (Coriolis-Sensor):
Beim Coriolis-Sensor spricht man von einem berührungslosen Messprinzip. Das Material durchströmt zwar den Sensor, aber es wird nur ein Rohrbogen durchströmt, der durch Aktoren in Schwingungen versetzt wird. Ein Verstopfen durch das Medium ist nicht möglich.

Zum Temperieren bedient man sich technischer Hilfsmittel, um Material und Zerstäuberluft mittels Wärme oder auch Kälte zu konditionieren.

Nachfolgend gängige Beispiele zum Thema Temperieren in der Beschichtungstechnik.

Materialerhitzer:

Technisch ist das Gerät als Material-Durchflusserhitzer aufgebaut. Das flüssige Material strömt durch einen Wärmetauscher, der von elektrischen Heizelementen erhitz wird. Einsatz 500 bar und max. 85 °C.

Anwendung beim Material: Veränderung der Viskosität

Anwendung bei der Zerstäuberluft: Reduzierung der Trockenzeit und z. B. beim Airmix oder Aisspray Zerstäubungsverfahren wird die Beschichtungsqualität erhöht.

Heiz- und Kühlmantelbehälter:
Doppelwandiger Materialdruckbehälter mit Volumen von 4 -1.000 Liter, Maximaler Betriebsdruck 4,5 / 2,5 bar bei 100°C und 6,0 / 3,0 bar bei 50°C. Diese Behälter dienen dazu, temperaturempfindliche Materialien optimal verarbeiten zu können.

Heizmanschette oder Heizmantel:

Einige Hersteller bieten diese als Zubehör für Materialdruckgefäße oder Farbmischgefäße an.

Der Materialdruckregler wird an einem Abnahmepunkt einer Zirkulationsleitung oder an einer Pumpe installiert. Er verringert den Materialdruck in der Hauptleitung zur Spritzpistole und sorgt somit für einen konstanten Druck des zugeführten Spritzmaterials.

Materialdruckregelung in der Beschichtungstechnik:

Materialdruckregler sind für solche Medien geeignet, die durch ihre Viskosität, ihre korrodierende, aggressive oder abrasive Wirkung hohe Anforderungen an die Eigenschaften des Gerätes stellen.

Angetriebener Regler:

Eine durch Druckluftregler gesteuerte Antriebstechnologie, die Druckluft liegt auf der Reglermembrane an, hier übt eine manuelle Feder Druck auf eine begrenzte Fläche aus. Je nach Art der Membrane kann selbst bei niedrigem Druck eine sehr hohe Präzision und schnelle Reaktionszeit gewährleistet sein, sodass diese Technik auch für Roboteranwendungen geeignet ist.

Regler mit Lamellen Technologie:

Können über einzelne oder mehrere Lamellen einen weiten Druckbereich (von 5 bis 200 bar) regeln.

Anwendungsgebiete:
Nahezu alle Farben, Lacke, Wasserlacke, Beizen, Kleber, Dispersionen, Öle, Glasuren, Emaille, etc.

Mischen viskoser Materialien:
Dieses Mischverfahren beinhalten keine Änderung der Partikelgröße, -gestalt und Oberflächenstruktur. Ziel des Mischverfahren ist die Erzeugung eines homogenen Produktes aus verschiedenen Komponenten.

Es wird grob in folgende technische Lösungen / Verfahren unterschieden:

Mechanisches Mischen von viskosen Materialien
Diese Mischen basiert auf einem Motor, der mit zwei Hydraulikabschnitten verbunden ist. Es kann ein festes oder variables Dosierverhältnis eingestellt werden. Der hydraulische Härterabschnitt ist mit einem Hebelarm verbunden, um das gewünschte Dosierverhältnis erzielen zu können.

Elektronisches Mischen von Mehrkomponenten-Materialien
Das elektronischen Mischen erfolgt über eine Steuerung mit Zahnrädern, volumetrische Dosierer- oder Zahnradpumpen pro Komponente. Die im vorgegebenen Mischungsverhältnis dosierten Beschichtungsmittel werden durch einen Statik-Mischer gedrückt und mittels eines Mischelements vermischt. Das Mischelement besteht meist aus einem schrauben-, lamellen- oder gitterförmigen Gebilde in dem die hineingepumpten Stoffe durch verdrehenden, trennen und wieder zusammenführender Flüssigkeitsströme vermischt werden.

Zweikomponenten (2K-) Mischkopf

Die über getrennte Schläuche zugeführten Komponenten (Grundmaterial und Härter) werden am Auftragskopf gemischt. Da das Mischen am Auftragskopf direkt erfolgt können Produkte mit sehr kurzer Topfzeit eingesetzt werden und das Reinigen des statischen Mischers kann mit sehr wenig Lösemittel erfolgen, denn Grundmaterial und Härter kommen nur im abnehmbaren statischen Mischer miteinander in Kontakt.

Anwendungsgebiete:
z. B. Dosieren und mischen von Dicht- und Klebstoffen

Mischen von flüssigen Materialien:
Dieses Mischverfahren beinhalten keine Änderung der Partikelgröße, -gestalt und Oberflächenstruktur. Ziel der Mischverfahren ist die Erzeugung eines homogenen Produktes aus verschiedenen Komponenten.

Es wird grob in folgende technische Lösungen / Verfahren unterschieden:

Direkteinspritzung (Injectmix)
Bei diesem Verfahren werden die Grundmaterialien in einem Katalysator zum Dosieren und Mischen sofort in einem Inline-Mischer vermischt. Es wird keine Vormischkammer eingesetzt.

Pulse Free Electronic Control (PFE)

Basis der Technologie sind Pumpen, die unter Druck fließfähige Materialien hochgenau mittels einer elektronisch gesteuerten Pulsationsfreiheit (Pulse Free Electronic Control, PFE) dosieren. Die Einspritzung des Grundmaterials und des Katalysators erfolgt aufeinander, wobei beim Einspritzen des Grundmaterials berechnet wird, ob der Pumpenhub des Katalysators ausreicht, um das voreingestellte Volumen einzuspritzen.

• Wenn ja, wird das Grundmaterial eingespritzt.
• Wenn nein, wird über ein elektronisches Signal die Umschaltung (während der Einspritzung des Grundmaterials) im Hintergrund der Katalysatorpumpe erzwungen.

Mechanisches Mischen
Beim mechanischem Mischen sind in einer Pumpe zwei Materialabschnitte mechanisch miteinander verbunden, es entsteht ein festes Mischungsverhältnis für Zweikomponenten- (2K-) Lacke. Soll das Mischungsverhältnis geändert werden, benötigt man eine andere Pumpeneinheit mit dem jeweiligen neuen Mischungsverhältnis.

Pulverversorgung in der Beschichtungstechnik:
Da es sich bei dem Beschichtungsstoff Pulver um eine Substanz in einem fraktionierten (Stoffgemisch unabhängig vom Aggregatzustand) und fließfähigen Zustand (Powder Flow / Pulverfluss) handelt werden verschiedene Technologien für die Pulverversorgung eingesetzt.

Folgende technische Verfahren finden in der Praxis Anwendung:

Venturi Pumpe:
Durch das Venturi-Prinzip wird Druckluft durch eine Düse an einem Ansaugrohr vorbeigeführt und erzeugt im Ansaugrohr einen Unterdruck / Sog dadurch wird das fluidisiertes Pulver in Bewegung gesetzt und zur Sprühpistole gefördert.

Dichtstromförderung:
Für große Pulvermengen wird die Dichtstromförderung (Dense Phase) eingesetzt. Das ist eine Pulver-Fördermethode, die die Menge der benötigten Luft für den Transport des Pulvers, im Gegensatz zur Venturi Methode, reduziert. Es gibt unterschiedliche Systeme, die eine Dichtstromförderung ermöglichen. Der Pulverfluss kann auch mechanisch erfolgen, was allerdings Reibung erzeugt und das Pulver beschädigt.

Vibrationstisch:
Da das Pulver in einem Pappkarton und Foliensack geliefert wird, komprimiert das Pulver in der Verpackung auf dem Transport. Dies kann zu Verschluss des Pulversystems führen. Mit einem Vibrationstisch wird das Pulver in Schwingungen versetzt, dabei geht das Pulver in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand über und kann durch die Ventri-Pumpe durch die Schläuche bis zur Sprühvorrichtung gefördert werden.

Pulverbehälter:
Wie bei der Anlieferung des Pulvers in Pappkartons ist auch bei größeren zu verarbeiteten Mengen das Pulver nach dem Transport zu kompakt bzw. komprimiert und würde im System zu Verstopfungen führen. Daher besitzen die Pulverbehälter am Boden Druckluft-Injektoren, die das Pulver „aufblasen“ und wieder in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand zum Verarbeiten über die Venturi-Pumpe versetzen.

Quetschventile:
Quetschventile werden vorwiegend in Förderleitungen und Kreisläufen zum Regeln des Pulverflusses eingesetzt. Das Quetschventil besteht aus einer flexiblen Hülse (meist Gummi), die mittels mechanischer Mittel (Kolben) oder Druckluft zusammengequetscht wird. Damit kann der Durchfluss von 0 bis 100 % stufenlos geregelt werden.

Technische Arten der Zerstäubung flüssiger Materialien:

Airspray

Definition:

Airspray, auch konventionelles Luftzerstäubungsverfahren genannt. Bei diesem Verfahren wird das Beschichtungsmaterial mit einem Luftdruck von 2 bis max. 4 bar zerstäubt. Durch die Geschwindigkeitsdifferenz von Material- und Luftstrom wird der Beschichtungsstoff in Tröpfchen zerteilt. Generell gilt, je höher die Geschwindigkeitsdifferenz und der Unterdruck, desto kleiner die Tröpfchengröße und feiner die Zerstäubung als auch die Oberflächenqualität. Aber auch, je kleiner die Tröpfchen, umso mehr Spritznebel / Overspray entsteht. Das Verfahren ist für Klein- und Kleinstmengen mit geringem Festkörperanteil geeignet. Hochviskose Materialien lassen sich nur bedingt verarbeiten.

Anwendungsgebiet:
Automobilinstandsetzung, Handwerk, Automatikpistolen in der Industrie.

Beschichtungsstoffe: wasserbasierende und lösemittelhaltige Lacke und Lasuren, Beizen, Klarlacke, Grundierungen und Decklacken, 2K-Materialien, uvm.

Airless

Funktionsweise:

Das Airless-Verfahren ist ein Beschichtungsverfahren, bei dem der Beschichtungsstoff durch hohen Druck (bis 530 bar) durch eine Düse gepresst wird und dadurch in feine Tröpfchen zerrissen wird.

Ein spritzfertiges Airless-Farbspritzgerät besteht in der einfachsten Form aus einer elektrischen, pneumatischen oder mit einem Verbrennungsmotor angetriebenen Hochdruckpumpe, dem Hochdruckschlauch und der Airlesspistole.

Das Beschichtungsmaterial wird mittels Kolben oder Membran in der Pumpe, durch einen Hochdruckschlauch, zu der Spritzpistole mit der Düse gefördert. Die gewünschte Zerstäubungsqualität kann durch die Änderung des Materialdrucks, der Bohrungsgröße der Airlessdüse sowie der Viskosität des Beschichtungsstoffes eingestellt werden.

Anwendungsgebiete:

Das Airless-Verfahren wird im Handwerk (Maler, Schreinerei oder Metallverarbeitung), im Korrosionsschutz (Brückenbau, Schiffsbau, usw.) oder in der Industrie eingesetzt.

Es können nahezu alle Beschichtungsstoffe wie wasser- und lösemittelhaltige Lacke, Lackfarben, Öle, Trennmittel, Kunstharzlacke, PVC-Lacke, 2-K-Lacke, Grundierung, Füller, Brandschutzfarben, Rostschutzfarben, Dispersion, Latexfarben, Klebstoffe, Dichtstoffe, Fassadenfarbe, Dachbeschichtungen, Bodenbeschichtungen, Silikonharzfarbe, Spachtel- und andere hochviskose Materialien verarbeitet werden.

Luftunterstüzende Airless Technologie, AirCoat und Airmix

Definition:

AirCoat® und Airmix® ist ein luftunterstütztes Spritzverfahren basierend auf der Airlesstechnik. Dabei werden die Beschichtungsstoffe mittels Membran- oder Kolbenpumpe durch einen Hochdruckschlauch an die Sprühpistole gefördert. Durch einen zweiten Schlauch wird Druckluft der Sprühpistole zugeführt und über die Luftkappe verteilt und umgibt den Farbstahl mit einem Luftmantel. Durch die AirCoat® und Airmix® Technologie kann mit weniger Materialdruck gearbeitet werden. Die Vorteile der AirCoat® und Airmix® Technologie gegenüber Airless liegen darin, dass eine besonders weiche Zerstäubung und ein sehr feineres Spritzbild für hochwertige Oberflächen erzeugt wird.

Die Begriffe AirCoat ® ist von der Firma Wagner und Airmix ® ist von der Firma Sames geschützt.

Anwendungsgebiete:

Auf der AirMix ® / AirCoat ® -Technologie basierende Geräte finden ihre Anwendung in der Metall- und Holzverarbeitung wie beim professionellen Holzbeschichten. Hier geht es darum, viel Material in einer kurzen Zeit auf vielen Oberflächen aufzubringen.

Möbel-, allgemeine Holz-, Holzfenster-, Holztürenproduktion und Stahlbau.

Beschichtungsstoffe: wasserbasierende und lösemittelhaltige Lacke und Lasuren, Beizen, Klarlacke, Grundierungen und Decklacken, 2K-Materialien, uvm.

Elektrostatik für die Zerstäubung flüssiger Materialien

Definition:

Elektrostatische Beschichtungsverfahren verwenden die physikalischen Eigenschaften von elektrisch geladenen Teilchen. Hierbei zieht die Oberfläche des zu beschichtenden Werkstückes die negativ geladenen Beschichtungsteilchen an. Das elektrostatische Feld, das durch einen Niederspannungsgenerator erzeugt wird, erreicht dabei eine Spannung von bis zu 100.000 Volt, die Stromstärke ist dabei sehr niedrig (ca. 100 µA). Durch das elektrostatische Feld kommt es zu einem Umgriffs-Effekt, bei dem die Beschichtungsteilchen bedingt auch auf der Rückseite des Werkstückes angezogen werden.

Das elektrostatische Beschichtungsverfahren kann für Flüssig- und Pulverbeschichtungen in Sprühpistolen (z. B. Airspray, Airmix ®, AirCoat® – Technologie) oder Hochrotationsglockenzerstäuber-Verfahren angewendet werden.

Bei dem elektrostatischen Beschichtungsverfahren für flüssige Beschichtungsstoffe (lösemittelhaltige oder wasserbasierende Beschichtungsmaterialien) unterscheidet man in:

• elektrostatische Druckluftspritz-Verfahren, hier wird bei einem niedrigen Materialförderdruck das Beschichtungsmaterial an der Luftkappe mit Druckluft gemischt und zerstäubt. Dieses Verfahren eignet sich für Beschichtungsstoffe mit niedriger und mittlerer Viskosität, die eine Beschichtungsqualität der Klasse A oder eine dekorative Oberfläche ergeben sollen.

• luftunterstützende, elektrostatisch Airless-Spritzverfahren, diese benutzt einen hohen Materialförderdruck für die Zerstäubung und Druckluft an der Kappe für die Spritzbildsteuerung. Dieses Verfahren ist auch für hochviskose Beschichtungsmaterialien und mit hohem Feststoffanteil geeignet.

Anwendungsgebiete:

Beschichtungsmaterialien, einschließlich solcher mit niedrigem, mittlerem und hohem Feststoffanteil, Emaillelacken, Lacken und Zweikomponenten-Beschichtungsmaterialien

Fahrradrahmenbau, Automobilindustrie, allgemeine Industrie, uvm.

Auftragen und die Zerstäubung von viskosen Materialien findet Anwendung bei Dämm- oder Klebstoffen.

Klebstoff:
Kleben ist, Herstellung einer festen Verbindung zwischen zwei Materialien unter Zuhilfenahme eines Klebstoffes. Dieser härtet durch physikalische Trocknung oder durch chemische Reaktion aus.
Ein nicht-metallischer Werkstoff, der Körper durch Oberflächenhaftung und innere Festigkeit (Adhäsion und Kohäsion) verbinden kann, ohne dass sich das Gefüge der Körper wesentlich verändert (DIN16920).Es wird in lösemittelbasierten, wasserbasierten, 1 Komponenten und 2 Komponenten Kleber unterschieden.

Dämmstoff:
Spritzbare Dämpfungsmassen liegen aufgrund ihrer Leichtbauvorteile klar im Trend und kommen z. B. in der Automobilindustrie zur akustischen und Vibrations-Dämpfung von Bodengruppen, Türen, Dächern und Trennwänden in den Einsatz.

Der Dämm- und Klebstoffauftrag erfolgt mit folgenden Technologien:

Potting:
Dieses Verfahren wird angewandt, um z. B. elektrische Baugruppen vollständig mit flüssigen 2K Harz zu vergießen bzw. aufzufüllen, um diese gegen Stöße, Vibrationen, Flüssigkeiten und Korrosionsmittel zu schützen.

Raupenauftrag:
Bei diesem Verfahren wird komprimiertes Material durch eine Düse in Form einer Raupe gedrückt. Dieses Verfahren eignet sich, um zwei Werkstücke miteinander zu verkleben, Wasser- oder Luftabdichtungen zu erzeugen.

Tropfen:
In der Autoindustrie wird komprimiertes Material aus einer Düse in Tropfenform zum Befestigen von Dämmmaterial auf Motorhauben, Türen und Heckklappen verwendet.

Swirlauftrag:
Das komprimierte Material wird per Swirl-Verfahren mit Luft spiralförmig aus der Düse aufgetragen, dabei überlappt sich die Produktspirale und bildet eine dünne Applikationsschicht auf dem Werkstoff.

Streaming:
Bei diesem Verfahren wird eine Raupe mittels komprimierten Materials gespritzt, wodurch ein größerer Abstand zum Werkstück möglich wird. Streaming wird häufig in Bereichen eingesetzt, bei der die Taktzeiten und die Prozessgeschwindigkeiten (>500 mm/s) eine wichtige Rolle spielt. Dieses Verfahren ist geeignet für den Einsatz von Roboter- und Sockel-Applikatoren.

Zerstäubung:
Bei der Zerstäubung von hochviskosen Materialien bedarf es eines Re-Zirkulationskreislaufes, um die Zerstäubung permanent mit frischem Material zu versorgen. Die Spritzbreite und -abstand ist vom angewandten Druck, der Materialtemperatur, der Viskosität, des Fließverhaltens des Materials und des eingesetzten Düsen-Typs abhängig.

Dämmung:

LASD (Liquid Applied Sound Deadener)
Es handelt sich hierbei um das Aufbringen von flüssiger Schalldämmung durch Roboter in der Automobilindustrie. Die Methode hat sich durch ihre Flexibilität, Kosten-/Gewichtseinsparung als ein weltweiter Standard entwickelt. LSAD reduziert Vibrationen und Geräusch in Fahrzeugen, indem es die Vibrationsenergie absorbiert und in Wärmeenergie umwandelt. Anwendungsgebiete sind Bodenbeläge im Fahrzeuginneren, Radkästen und Armaturenbretter.

Anwendungsgebiet:

Matratzenherstellung, Schaumstoffverarbeitung, Textilindustrie, Möbelindustrie, Schuhindustrie, Lederindustrie, Extrusionsanwendungen, Automotive, Verpackungsindustrie,

Zerstäuben von Pulvern in der Beschichtungstechnik:
Elektrostatische Beschichtungsverfahren verwenden die physikalischen Eigenschaften von elektrisch geladenen Teilchen. Hierbei zieht die Oberfläche des zu beschichtenden Werkstückes die negativ geladenen Beschichtungsteilchen an.

Das elektrostatische Feld, das durch einen Niederspannungsgenerator erzeugt wird, erreicht dabei eine Spannung von bis zu 100.000 Volt, die Stromstärke ist dabei sehr niedrig (ca. 100 µA). Durch das elektrostatische Feld kommt es zu einem Umgriffs-Effekt, bei dem die Beschichtungsteilchen bedingt auch auf der Rückseite des Werkstückes angezogen werden.

Das elektrostatische Beschichtungsverfahren kann für Flüssig- und Pulverbeschichtungen in Sprühpistolen (z. B. Airspray, Airmix ®, AirCoat® – Technologie) oder Hochrotationsglockenzerstäuber-Verfahren angewendet werden.

Korona-Pulverbeschichtung:

Bei der Korona-Pulverbeschichtung oder Ionisationsaufladung wird die Hochspannung mittels einer Hochspannungskaskade, die in der Sprühpistole eingebaut ist, erzeugt. Die Hochspannungskaskade ist eine elektrische Schaltung, die eine zugeführte Wechselspannung in eine hohe Gleichspannung bis zu einigen Megavolt umwandelt. Die Höhe der Spannung wird an dem Steuergerät Elektrostatik-Anlage je nach Geometrie des Werkstückes und verwendetes Pulver eingestellt. Dabei „bewegen“ sich die aufgeladen Pulverteilchen entlang der Feldlinien auf das geerdete Werkstück. Vorteile: geringer Verschleiß der Pistole und niedrigerer Druckluft-Verbrauch.

Tribo-Pulverbeschichtung:

Diese Verfahren basiert auf der Aufladung der Pulverteilchen durch Reibung. Dabei wird das fluidisierte Pulver-Luftgemisch durch ein PTFE-Rohr geleitet, wobei die Pulver-Teilchen durch die dabei entstehende Reibung an der Rohrinnenseite positiv aufgeladen werden. Das PTFE liefert eine optimale Aufladung und vermeidet durch seine Antihafteigenschaften Farbverschleppungen.

Anwendungsgebiete:

Korona-Pulverbeschichtung: universelle Eignung auch bei Effektpulverlacken.

Tribo-Pulverbeschichtung: Das Pulver kann bei diesem Verfahren besser in Vertiefungen des Werkstückes eindringen, z. B. Felgenbohrungen. Gleichzeitig sind die beschichteten Oberflächen glatter und ohne den sogenannten Orangenhauteffekt.

Der Grundstoff für die Beflockungstechnik kann aus fast jedem Rohstoff wie z. B. Polyamid, Viskose, Holz, Metall, kompostierbare Biostoffe, recycelte Materialien oder Polyester hergestellt werden. Diese Rohstoffe werden maschinell geschnitten und präpariert, um die Leit- und Rieselfähigkeit des Flocks zu erzielen. Flockfasern haben eine Länge von ca. 0,1 bis 10 mm.

Das zu beflockende Objekt wird vor der Beflockung gereinigt oder vorbehandelt, anschließend erfolgt ein Klebstoffauftrag. Dies geschieht z. B. durch Streichen, Spritzen, Drucken oder Walzen. Flächen, die nicht beflockt werden sollen, werden nicht mit Klebstoff behandelt, dazu müssen diese Flächen ggf. vorher maskiert werden. Die Klebstoffauswahl ist abhängig von den verwendeten Materialien (Flock und Objekt). Die Dicke des Klebstoffauftrages sollte ca. 10 % der längeren Flockfasern betragen. Im Anschluss erfolgt der Beflockungsprozess, dabei verankern sich die Flockfasern senkrecht im Klebstoff des zu beflockenden Objektes.

Dies geschieht über ein elektrostatisches Feld. Hierbei werden folgende Methoden unterschieden:

• Elektrostatisches Feld zwischen zwei punktförmigen Ladungen
• Elektrostatisches Feld zwischen zwei Plattenelektroden
• Elektrostatisches Feld zwischen einer punktförmigen Ladung und einer Plattenelektrode

Dabei ist immer die Beflockungspistole positiv und das Objekt über ein Erdungskabel geerdet und damit negativ geladen. Durch diese Technologie ist es möglich, gerade Flächen, rotationssymmetrische Teile, Hohlkörper oder andere Formen zu beflocken.

Die 5-70 kV aufgeladenen Flockenfasern stoßen sich durch das elektrostatische Feld gegenseitig ab und richten sich nach den Feldlinien aus. Somit verankern die Flockenfasern senkrecht im Klebstoff, da die Feldlinien immer senkrecht auf die zu beflockende Oberfläche treffen. Anschließend wird das Objekt getrocknet und gereinigt.

Beflockt werden kann jedes Material, z. B. Kunststoff, Holz, Schaumstoff, Gummi, Metall, Papier, Porzellan, Folie, Glas und vieles mehr.

Anwendungsgebiet:
Optische Veredelung, Verbesserung der Haptik, Erhöhung / Verminderung der Gleitfähigkeit, Oberflächenvergrößerung, Isolation, Geräuschdämmung, Toleranzausgleich, Streulichtreduktion, Filtereffekt, Lotuseffekt, Verhinderung von Kondenswasser, Vibrationsverringerung, etc.