Lackierprozesse mit geringem Aufwand optimieren

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Kleine Maßnahmen erzielen große Wirkung

Bei einem Hersteller von Blech- und gegossenen Aluminiumteilen waren der Lack- und der Lösemittelverbrauch (VOC) in der Vorbehandlungs- und Lackierlinie zu hoch. Diese Linie bestand aus einer wässrigen Reinigung inklusive Eisenphosphatierung sowie einem automatischen Grund- und Decklacklackauftrag. Eine messtechnische Schwachstellenanalyse ergab, dass die gemittelte Lackschichtdicke um rund 100% über der geforderten Gesamtdicke des Lackaufbaus lag. Es wurden die Ursachen ermittelt und ein Maßnahmenkatalog erstellt.

Die Maßnahmen umfassten zum einen eine Personalschulung und Mitarbeiter-Selbstkontrolle, um die Lackschichtdicke auf 20% über der geforderten Minimalschichtdicke zu reduzieren. Der Einsatz von Airbrush-Zerstäubern zum selektiven Lackieren hat den Maskieraufwand verringert (Bild 3). All dies zeigt, dass sich mit kleinen Maßnahmen – zum Beispiel mit Lackschichtkontrollen – große Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit erzielen lassen. Das Ergebnis in diesem Fall: 40% Lack- und VOC-Einsparung.

Hauptziel eines Automobilzulieferers war die Reduzierung der Lackierkosten. Außerdem sollte die Durchlaufzeit beim Lackieren verkürzt werden. Vor der Umstellung wurden lösemittelhaltige 2-Komponenten-Lacke verarbeitet. Die Lacktrocknung erfolgte im Umluftofen. Sie dauerte etwa 45 min. Der Optimierungsansatz basierte auf UV-härtenden Lacken. So wurden entsprechende Lack- und Anlagenhersteller ins Projekt einbezogen. Es fanden teilespezifische Beschichtungstests zur Eprobung der UV-Härtung statt, inklusive Wirtschaftlichkeitsanalyse. Außerdem wurden Untersuchungn zum Overspray-Recycling vorgenommen.

Umstellung auf UV-Lacke bietet große Chancen

Danach wurde die Anlage zur Verarbeitung von UV-Lacken geplant, gebaut und installiert (Bild 4). Das hat zu einer sehr deutlichen Reduzierung der Lackierkosten geführt, weil zum Beispiel die zuvor erforderliche thermische Nachverbrennung weggefallen ist. Heute ist die Lackschicht unmittelbar nach der UV-Härtung verarbeitungsfähig. UV-Lacke sind für die Metalllackierung ein neuer, innovativer Optimierungsansatz mit einem enormen Einsparpotenzial (Bild 5). Im Gegensatz zu 2-Komponenten-Lacken ist ein Overspray-Recycling möglich. Das führt zu einer weiteren Kosteneinsparung.

Bei einem Hersteller geschweißter Stahlteile waren die Energiekosten zu hoch. Dort wird mit einer Vorbehandlungs- und Lackierlinie gearbeitet, die folgende Prozesse umfasst: kombiniertes Entfetten und Eisenphosphatieren, Sprühlackieren und Einbrennhärten bei 170 °C.

Am Anfang wurden empirische und messtechnische Untersuchungen zur Schwachstellenanalyse (Energiecheck) vorgenommen und danach ein Maßnahmenkatalog erstellt – unter anderem mit folgenden Empfehlungen: Die Anlage soll nur in produktiven Zeiten betrieben werden. Luftvolumenströme in den Kabinen sind zu reduzieren. Eine Minimierung der Durchlauföffnungen oder Schleusenflächen – besonders am Ofen – ist erforderlich, außerdem die Beseitigung von Druckluftleckagen.

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