Nass-Applikationsgeräte für die Industrielackierung

Vielfalt an Möglichkeiten

Nass-Applikationsgeräte für die Industrielackierung, Teil 1
Achim Trefz, SATA GmbH & Co. KG
Füller, Klarlack, Basislack – bei der Autoreparaturlackierung ist das Spektrum an eingesetzten Lacken relativ überschaubar. Entsprechend schlank ist auch das Sortiment an Applikationsgeräten: Füllerpistole, HVLP- oder RP-Pistole für den Decklack, dazu für Spot-Repairs eine Designpistole. Ganz anders stellt sich das Thema Applikation in der Industrielackierung dar. Natürlich sind auch hier vielfach die aus der KFZ-Reparaturlackierung bekannten Pistolen geeignet, aber es gibt eine Vielzahl von Faktoren, die die Wahl des Spritzgerätes und der notwendigen Peripherie beeinflussen. Je nach Anwendung hat der Verarbeiter die Wahl zwischen verschiedenen Lacken, Applikationsgeräten und Materialversorgungssystemen. Großen Einfluss auf die Auswahl der Verarbeitungsgeräte hat zum Beispiel die zu verarbeitende Lackchemie oder ganz allgemein, die Art der Beschichtungsstoffe – nicht immer werden Lacke appliziert. Anders als bei der Fahrzeuglackierung können in der Industrielackierung auch Lacke und Beschichtungsstoffe eingesetzt werden, die für die Zerstäubung erst einsatzbar gemacht werden müssen, weil sie beispielsweise eine hohe Viskosität oder einen extrem hohen Wirkstoffanteil aufweisen. Solche Materialien können nur mit jeweils passenden, teils auch speziellen Spritzgeräten gefördert und appliziert werden.
Fließbecher oder Förderpumpe?
Auch die Mengen an zu verarbeitendem Material können erheblich höher sein als bei der Reparaturlackierung. Entscheidend ist daher nicht nur die Wahl der richtigen Pistole, sondern auch des Materialversorgungssystems. Zum Verarbeiten größerer Lackmengen sind Materialdruckbehälter oder Förderpumpen für die druckgespeiste Versorgung der Lackierpistole die richtige Ausstattung. Durch die druckunterstützte Zuführung des Lackmaterials zur Lackierpistole über einen Materialschlauch kann im Vergleich zu einer selbstsaugenden Fließbecherpistole erheblich mehr Lackmenge durch die Lackierpistole gefördert werden. Entsprechend höher ist der Materialauswurf. Kombiniert mit entsprechenden Spritzstrahlbreiten einer schnelleren Pistolenführung können so große Lackierobjekte oder Flächen effizient beschichtet werden. Prinzipiell ist der Einsatz von druckgespeisten Systemen ab einer Materialmenge von über fünf Kilogramm pro Schicht bzw. pro Anwendungsfall und Lacksystem sowie unter Einbeziehung der Größe der zu lackierenden Fläche und der Geometrie des Bauteiles zweckmäßig. Da die Saugleistung einer Fließbecherpistole bei niedrigviskosen, fließfähigen Medien nur bis zu einem gewissen Grad ausreichend ist, wird der Einsatz von Fördersystemen bei der Verarbeitung von hochviskosen oder gar pastösen Materialien unerlässlich.
Druck auf dem Kessel
Materialdruckbehälter bestehen meist aus Aluminium (Kleindruckbehälter), verzinktem Stahl oder Edelstahl und sind in unterschiedlichen Volumina lieferbar. Das Funktionsprinzip eines Druckbehälters ist simpel: Der Kessel wird mittels Druckluft auf Überdruck gebracht; das darin befindliche Lackmaterial wird somit über das Materialsteigrohr und über die Schlauchleitung bis hin zur Lackierpistole „gedrückt“. Herstellerabhängig stehen Druckbehälter von zwei bis zu 100 Liter Volumen zu Verfügung. Die Druckbehälter unterscheiden sich nicht nur im Volumen, sondern in hohem Maße über den zulässigen Betriebsüberdruck im Bereich von 2,5 bis hin zu 6 bar. Der Betriebsüberdruck des Druckbehälters entspricht nach Abzug von Querschnittsverlusten durch Schlauchleitungen und Anschlüssen dem Materialdruck, also dem Arbeitsdruck, mit welchem das Lackmaterial der Lackierpistole zugeführt wird.
Die Vorteile der Materialdruckbehälter:
Geschlossene Systeme, daher u.a. bei Reaktivität mit der Umgebungsluft von Vorteil
Pulsationsfreie, gleichmäßige Materialförderung.
Einsetzbar auch für hochviskose, pastöse oder thixotrope Materialien
Perfekte Problemlösungen durch vielfältige Ausstattungsvarianten , Sonderausführungen und vielfältiges Zubehör (z.B. elektrische oder pneumatische Rührwerke, Füllstandsensoren, Befülleinrichtungen usw.)
Praktisch verschleißfrei, wartungsarm da keine Mechanik. Lackgebinde können direkt in den Druckbehälter gestellt werden.
Einfach zu reinigen.
Allerdings gibt es beim Einsatz von Druckbehältern auch zu beachten, dass eine Rückführung des Lackmaterials während der Verarbeitung (Zirkulationsbetrieb) in den Druckbehälter nicht möglich ist (wird oftmals bei Materialen eingesetzt, welche schnell zum „Absetzen“ neigen) und für die Wiederbefüllung das System in den drucklosen Zustand gebracht werden muss.
Direkt aus dem Gebinde
Doppelmembranpumpen stellen eine Alternative ab Materialmengen von fünf bis zehn Kilogramm dar. Sie ermöglichen eine offene Verarbeitung direkt aus dem Gebinde und sind einfach nachfüllbar. Anders als beim Druckbehälter ist beim Nachfüllen kein Be- und Entlüften erforderlich. Die robusten Pumpen sind verschleiß- und wartungsarm, jedoch im Gegensatz zum Druckbehälter mit einer steuernden, durch Druckluft angetriebenen Mechanik ausgestattet. Entsprechend muss auch die Pulsation dieser Mechanik, also der Pumpenbewegung, über einen Pulsationsdämpfer (im Fachjargon Materialdruckregler) ausgeglichen werden. Das Funktionsprinzip einer Membranpumpe ähnelt dem einer herkömmlichen Pumpenmechanik, wie man sie in allen Bereichen des täglichen Lebens findet (z.B. Luftpumpe) – mit dem Unterschied, dass der Pumpenhub nicht durch einen Kolben sondern durch eine bzw. zwei Membranen ausgeführt wird. Da wir in niedrigen Materialdruckbereichen bei Doppelmembranpumpen meist nur mit einer einfachen Verdichtung (Übersetzung) arbeiten, übernimmt statt eines zylindrischen Kolbens die doppelte Membran die Förderung. Anders als bei einer Kolbenpumpe übernimmt die Membran selbst die Dichteigenschaft zum Antrieb, d.h. der Pumpenantrieb wird von Einflüssen des Mediums abgeschirmt. Eine Kolbenpumpe hingegen muss am Kolben aufwendig abgedichtet werden.
Pumpsysteme bieten gegenüber Druckkessellösungen eine Reihe von Vorteilen, aber auch Nachteile:
Im Gegensatz zu Materialdruckbehältern ist das Handling bei Doppelmembranpumpen etwas einfacher, jedoch tritt wie bei jeder Mechanik Verschleiß auf und eine Wartung der Membranen oder Steuerkomponenten kann fällig werden. Auch bei pastösen, hochgefüllten Materialien, bei Klebern oder aggressiven Lacksystemen kann eine Membranpumpe an ihre Grenzen gelangen.
Insgesamt haben Materialdrucksysteme nicht nur den Vorteil, größere Mengen Lack und andere Beschichtungsstoffe effizient applizieren zu können, auch das Pistolenhandling wird durch die Handhabung ohne Fließbecher einfacher. Komplexe Werkstück-Geometrien sind besser zu meistern, da auch Lackieren über Kopf problemlos möglich ist.