08.05.2012

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Pulver-Airbrushsystem für selektive Beschichtungen

Pulverlack nur dort applizieren, wo es erforderlich ist, spart Zeit und Kosten

Mit einem neuentwickelten Pulver-Airbrushsystem, das nach dem Baukastenprinzip aufgebaut ist, lassen sich lokal genau begrenzte, randscharfe Beschichtungen realisieren. Anwendern eröffnen sich damit vielfältige Möglichkeiten zur selektiven Pulverbeschichtung in Verbindung mit hohen Kosteneinsparungen.
Die heute verfügbaren Pulversprühsysteme sind auf die Beschichtung der gesamten Werkstücke ausgelegt und eignen sich in der Regel nicht zum gezielten selektiven Beschichten. Werkstückbereiche, die nicht beschichtet werden dürfen, müssen entweder maskiert oder nach dem Pulverbeschichten des gesamten Werkstücks wieder abgesaugt werden. Wenn der Pulverlack nur dort appliziert wird, wo es tatsächlich erforderlich ist, eröffnen sich deutliche produktionstechnische und wirtschaftliche Vorteile. Dies zeigen die Ergebnisse eines Forschungs- und Entwicklungsvorhabens, das gemeinsam vom Fraunhofer IPA und dem Zentrum für angewandte Forschung und Technologie e.V. (ZAFT) an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden in Zusammenarbeit mit einem Anlagenhersteller und einem Lohnbeschichter im Rahmen des ZIM-Förderprogramme(Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand) durchgeführt wurde.

Die Projektpartner entwickelten und erprobten ein kostengünstiges und wandlungsfähiges Pulver-Airbrushsystem für selektive Beschichtungen, das nach dem Baukastenprinzip aufgebaut ist, wobei Sprühorgane für den manuellen und den automatischen Betrieb realisierbar sind. Für sehr kleinflächige oder nur punktuell zu beschichtende Werkstückbereiche wurden Rundstrahldüsen entwickelt, mit deren Hilfe ein extrem konzentrierter Sprühstrahl und dadurch ein nahezu punktförmiges Sprühbild erzeugt werden kann. Eine interessante Anwendung sind Blumentöpfe aus Ton, die eines der größten Pulverlack-Marktsegmente darstellen und bisher ausschließlich einfarbig beschichtet werden. Bei diesen für den Massenmarkt hergestellten Produkten ergeben sich durch die Anwendung des Pulver-Airbrushsystems neue kostengünstige Designmöglichkeiten, beispielsweise mehrfarbige Pulverlack-Dekorapplikationen.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel stellt die randscharfe verschieden farbige Markierung chirurgischer Instrumente dar – z. B. von Knochenbohrern. Aufgrund des extrem konzentrierten Sprühstrahls eignet sich das Pulver-Airbrushsystem auch zur selektiven Vor- bzw. Nachbeschichtung der Schnittkanten von Blechteilen. Dies verbessert den Korrosionsschutz und spart mechanische Entgratprozesse.

Das neue Pulver-Airbrushsystem erlaubt die Gestaltung extrem kompakter Sprühsysteme. Insbesondere kleine und handliche Handapplikationssysteme stellen für viele Pulverlack verarbeitende Firmen bisher nicht verfügbare Werk zeuge für Ausbesserungsarbeiten an bereits pulverlackierten Substraten und für konturgenaue Feinstbeschichtungen dar. Zur Erzeugung breiterer Lackierstreifen eignen sich Ausführungsformen des Pulver-Airbrushsystems mit speziellen Flachstrahldüsen. Damit lassen sich beispielsweise lokal begrenzte Funktionsoberflächen wie Gleitschichtbeschichtungen auf Führungsschienen konturgenau herstellen. Eine weitere, unter Kostengesichtspunkten attraktive Anwendung ist die selektive Vor- bzw. Nachbeschichtung der Schmalflächen von Holzwerkstoffplatten für die Möbelindustrie. Bisher erfolgt meist ein kompletter Zweischichtauftrag, obwohl ein auf die Schmalflächen begrenzter zweiter Schichtauftrag zur Erfüllung der Beschichtungsqualitäts-Anforderungen ausreichen würde.

Der Einsatz des Pulver-Airbrushsystems zur selektiven Beschichtung ist mit der Einsparung von Pulvermaterial verbunden und führt beim Wegfall von Maskierungsarbeiten darüber hinaus zu Einsparungen an Fertigungszeit sowie an Personal-, Abdeckmaterial- und Entsorgungskosten. Für kundenspezifische Beschichtungsversuche mit der neuen Pulverapplikationstechnik stehen die Technika am Fraunhofer IPA in Stuttgart und am ZAFT in Dresden zur Verfügung.

Quelle: