Sprühen, ohne zu spritzen

28.09.2006 | Redakteur:

Moderne Sprühpistolen erhöhen die Wirtschaftlichkeit beim Lackieren. Am System Düse wird ständig gearbeitet. Die Optimierung der Sprühstrahlgeometrie zur Steigerung des Auftrag-Wirkungsgrads wird...

Am System Düse wird ständig gearbeitet. Die Optimierung der Sprühstrahlgeometrie zur Steigerung des Auftrag-Wirkungsgrads wird seit den neunziger Jahren als Dauertrend bei Lackierpistolen angesehen. Diese Entwicklung nahm der Gerätehersteller Siegfried Theimer, Birstein, zum Anlass, in neue Handpistolen zu investieren. Man entschied sich für die Pistolen des Herstellers Metacap, Lübeck. Die Lackierergebnisse bestätigen, so Theimer, dass die Entscheidung richtig war: Seit der Umstellung ist der Wirkungsgrad beim Lackieren von kleinen und großen Gehäuseteilen, die aus Stahlblechen gefertigt werden und ebene, aber auch mehrfach gekantete Oberflächen haben können, auf 90% im Durchschnitt gestiegen. Bei großflächigen Teilen mit bis zu 4 m2 werden sogar fast 100% erreicht. Das schlägt sich in der zu entsorgenden Lackschlammmenge nieder: Hatte sie im Jahr vor der Umstellung bei 29 t gelegen, waren es im Jahr danach nur noch 10 t. Im gleichen Umfang sank jedoch auch die notwendige Lackmenge. Ingesamt kam es zu einer Kosteneinsparung von 30% im Vergleich zu vorher verwendeten Airless-Pistolen. Lackstrahlerzeugung ohne SprühnebelBei den Pistolen von Metacap ist der Farbstrahl von einem Luftmantel bis zum Werkstück umschlossen. Somit wird laut Pistolenhersteller Sprühnebel vermieden, der direkt hinter den Düsen entsteht, nie das Werkstück erreicht und als Verlust entsorgt werden muss. Dieser Luftmantel entsteht bei Betätigung des Abzughebels. Gleichzeitig strömt Zerstäuberluft mit etwa 0,3 bar durch eine Hohlnadel im Zentrum der Ringdüse. Sie „reißt“ den Lack mit, der aus dem stufenlos verstellbaren Ringspalt der Düse entweicht und danach vom Luftmantel umgeben ist. Dieses Verfahrensprinzip lässt die Verarbeitung unterschiedlicher Lacke zu. So eignen sich die Pistolen für lösemittelhaltige, wässrige oder 2-Komponenten-Lacke. Weil der Ringspalt der Düse stufenlos von 0 bis 3,6 mm Breite verstellt werden kann, ist auch die Verarbeitung hochviskoser Medien bis hin zu Klebern möglich. Verschiedene Ausführungen für unterschiedliche Lacke sind laut Metacap nicht erforderlich. Bei unbekannter Viskosität des zu verarbeitenden Lackes sollte man die optimale Spaltöffnung der Düse durch Versuche bestimmen. Sie wird über eine Rändelschraube eingestellt, die sich am hinteren Pistolenteil befindet. Das gehe sehr schnell, heißt es. Der Zerstäuberluftdruck an der Düse wird von einem automatischen Druckwandler im Handgriff der Pistole generell auf ungefähr 0,3 bar gehalten - im Gegensatz zu HVLP-Pistolen, die mit 0,7 bar Ausgangsdruck arbeiten. Zusammen mit dem Luftmantel ist er für den Pistolenher-steller hauptverantwortlich für den hohen Wirkungsgrad. Der wurde am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, Stuttgart, bei unterschiedlichem Lackiergut mit rund 90% im Durchschnitt gemessen. Nach Erfahrungen von Metacap erreicht ein guter Lackierer bei großflächigen Teilen annähernd 100%. Dazu müsse er in der Lage sein, randscharf zu arbeiten.Bei Theimer ist das offensichtlich der Fall. Dort werden flächige und verwinkelte Blechteile lackiert, bevor sie als Gehäuse oder zur Einhausung in die Montage kommen. Theimer fertigt Kopiergeräte für die Druckvorstufe zur Printmedienherstellung. Die Fertigungstiefe liegt den Angaben zufolge bei 90%. Außerdem werden in Lohnfertigung Blechteile für Kunden gefertigt und lackiert. Insgesamt unterliegt die Stückzahl starken Schwankungen. An Spitzentagen kann sie laut Theimer auf 500 bis 600 Blechteile steigen, die an einem Hängeförderer zwei Lackierstände durchlaufen: erst eine als Großraumkabine konzipierte Station, in der das minimierte Overspray von senkrecht nach unten „fallender“ Luft mitgerissen und unter dem als Rost ausgebildeten Boden in Spülwasser abgeschieden wird. Die kleinere Station besteht aus einer mit Wasser berieselten Spritzwand.Einfacher Pistolenaufbau erleichtert FarbwechselAn beiden Ständen wird mit einer Handpistole von Metacap gearbeitet. Eine dritte Pistole ist in Reserve. Verarbeitet wird lösemittelhaltiger Strukturlack verschiedener Grau-stufen bis hin zu Schwarz, der meist als 1-Schicht-System aufgetragen wird. Etwa zwei- bis dreimal am Tag findet bei Theimer ein Farbwechsel an den einzelnen Lackierständen statt, der etwa 10 bis 15 min dauert. In dieser Zeit erfolgt auch eine Pistolenreinigung, in der Regel mit einem Lösemittel-Verdünner. Bei gröberen Unreinheiten wird ein Beizmittel verwendet. Der Pistolenaufbau sei so gehalten, dass die Lackierer bei der Reinigung damit problemlos zurechtkämen. Auch wässrige Lacke wurden bei Theimer erprobt. Die Pistolen ha-ben den Test bestanden. Die einzige Änderung wäre die Berücksichtigung einer Vortrocknungsphase vor der Warmluftkammer gewesen, wodurch sich der gesamte Lackierprozess um mindestens 30 bis 45 min verlängert hätte. Für diese Maßnahme sah man - auch aufgrund der neuen VOC-Richtlinie - keine Notwendigkeit. Heute werden die beschichteten Blechteile bei 70 bis 80 °C getrocknet. Sie verlassen nahezu handtrocken die Lackierstände. Das ermöglichte, die Trocknungstemperatur in der Warmluftkammer auf 70 bis 80 °C zu reduzieren. Im Vergleich zu früher, als man noch mit den Airless-Pistolen gearbeitet hatte, ist heute die Trocknungs- und Aushärtungstemperatur um fast die Hälfte niedriger. Dadurch wird Energie eingespart.