Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein System für alle Fälle

27.02.2004


Pulverlacke sind umweltfreundlich und sparsam im Verbrauch. Doch wenn hochwertige Beschichtungen und flexible Prozesse gefragt sind, ziehen sie meist den Kürzeren. Das muss nicht länger sein. Die Lackier-Experten vom Fraunhofer IPA haben eine neue Generation von Pulversprühsystemen aus der Taufe gehoben, die sich für fast jeden Beschichtungsprozess eignen.


Sprühorgan


Simuliertes Strömungsfeld zwischen Pulversprühorgan und ebenem Werkstück bei zwei verschiedenen Parametereinstellungen © Fraunhofer IPA



Ursprünglich in erster Linie für Fassadenelemente, Drahtware oder die Gehäuse von Haushaltsgeräten entwickelt, schützen und veredeln Pulverlacke mittlerweile auch Oberflächen, an die sehr viel höhere Ansprüche gestellt werden wie Automobilkarosserien und -anbauteile, Fahrradrahmen oder Designermöbel. Gegenüber konventionellen Nasslacken haben Pulverlacke den Vorteil, dass bei der Applikation keine Lösemittelemissionen entstehen und Sprühverluste bei einem angepassten Anlagenkonzept nur eine untergeordnete Rolle spielen. Trotzdem werden Pulverlacke erst bei knapp der Hälfte aller potenziellen Anwendungen eingesetzt. "Das liegt vor allem daran, dass die Pulverlacktechnik in Prozesssicherheit und Flexibilität der Nasslacktechnik noch um einiges nachsteht - vor allem bei Teilen mit komplexen Geometrien oder wenn eine hohe Beschichtungsqualität gefordert ist", stellt Dr. Joachim Domnick vom Fraunhofer IPA fest. Gemeinsam mit Karlheinz Pulli hat er ein flexibles Sprühorgan entwickelt, das besser beherrschbar macht. Denn entscheidend für Materialausbeute, Beschichtungsqualität und Recyclingverhalten sind die Pulversprühsysteme.



Derzeit auf dem Markt befindliche Pulverpistolen sind mit feststehenden Düsen ausgestattet. Im laufenden Beschichtungsvorgang die Sprühwolkenform an das Werkstück anzupassen, ist mit diesen Systemen nicht möglich. Ähnlich verhält es sich mit den Mechanismen, die das Pulver elektrostatisch aufladen, um die Pulverpartikel gezielt zum Substrat zu leiten und dort anhaften zu lassen. Es existieren zwei gegensätzliche Auflademechanismen, die jeweils ihren eigenen optimalen Einsatzbereich abdecken. Während die Koronaaufladung mit externen, hochspannungsführenden Elektroden Probleme bei der Beschichtung komplexer Werkstücke hat, versagt die triboelektrische Aufladung bei der Verwendung sehr feiner Pulver. Verändern sich die Anwendungsbedingungen, muss der Beschichtungsvorgang unterbrochen werden, um die Pistole zu wechseln. Das von Domnick und Pulli entwickelte Pulversprühsystem passt die Form des Sprühstrahls im laufenden Prozess an die Werkstückgeometrie an und vereint beide Auflademechanismen in einem Sprühwerkzeug. Zeitaufwändige Systemwechsel sind damit passé.

Für die variable Sprühstrahlformung sorgen zusätzliche Steuerluftkanäle an der Düse, die um den eigentlichen Pulverauslass herum angeordnet sind. Durch die Variation der Steuerluftströme lässt sich der Durchmesser der Pulverwolke stufenlos verändern - etwa um den Faktor Fünf von extrem gerichtet bis breit gestreut. "Die Kombination der tribolelektrischen Pulveraufladung und der Koronaaufladung in einer Pistole reduziert u. a. die Konzentration an freien Luftionen und damit die Ladungsdichte in der applizierten Schicht", erläutert Pulli. Die neue Pistole zeigt in Praxistests eine ähnlich geringe Rücksprüherneigung und eine ebenso gleichmäßige Beschichtung kritischer Werkstückbereiche wie Tribo-Pistolen, funktioniert im Gegensatz zu diesen aber auch mit sehr feinen Pulvern. Der Auftragswirkungsgrad der neuen Pistole liegt bis zu 15 Prozent über dem konventioneller Systeme. Dies gilt sowohl für die feinkörnigen Automobilklarlacke als auch für komplexe Teile wie Briefkästen, die neben ebenen Flächen auch schwer zugängliche Vertiefungen und Hinterschneidungen aufweisen.

Das Pulversprühorgan wurde mit Hilfe der Strömungssimulation ausgelegt. Die Simulation ersetzte lange Versuchsreihen als es darum ging, eine Pistolengeometrie zu finden, die eine optimale Steuerung der Sprühstrahlbreite erlaubt. "Nur dadurch war es möglich, innerhalb von vier Monaten eine Pistole zu konstruieren, die ohne nachträgliche Modifikationen alle Anforderungen erfüllte", erklärt Domnick. Realisiert wurden die Versuchsmuster und erste Prototypen der Sprühpistolen in Kooperation mit R.O.T., Überlingen.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik
und Automatisierung IPA
Dr.-Ing. Joachim Domnick
Telefon: +49(0)711/970-1762
E-Mail: joachim.domnick@ipa.fraunhofer.de

Dipl.-Ing. Karlheinz Pulli
Telefon: +49(0)711/970-1125
E-Mail: karlheinz.pulli@ipa.fraunhofer.de

Michaela Neuner | idw
Weitere Informationen:
http://www.ipa.fraunhofer.de

Weitere Berichte zu: Beschichtung Pulverlack Pulversprühsystem

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung
28.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Zeolith-Katalysatoren ebnen den Weg für dezentrale chemische Prozesse: Biosprit aus Abfällen
28.06.2017 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ultra-sensitiv dank quantenmechanischer Verschränkung

28.06.2017 | Physik Astronomie

Chemisches Profil von Ameisen passt sich bei Selektionsdruck rasch an

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Umfangreiche Fördermaßnahmen für Forschung an Chromatin, Nebenniere und Krebstherapie

28.06.2017 | Förderungen Preise