Pulverbeschichtung

Auftragungsphasen

Das Auftragen der Pulverbeschichtung erfolgt in 3 Hauptphasen.

01

OBERFLÄCHENREINIGUNG UND CHEMISCHE VORBEHANDLUNG

Die zu beschichtende Oberfläche muss frei vor allem Fremdstoffen, z. B. Öl, Schmutz, Rost und Staub sein. Darüber hinaus bietet die Beschichtung der Oberfläche mit einer chemischen Substanz verschiedene Eigenschaften. Wenn das zu beschichtende Werkstück nach der Vorreinigung mit einer Schicht wie z.B., Phosphat oder Chromat versehen, dann wird das Pulver an der porösen Oberfläche besser haften und den Fortschritt der Korrosion im Falle eines Aufpralls stoppen. Je nach Verfahrensbedingungen bei Oberflächenbehandlungen können hier ebenfalls Zwischenschritte vorhanden sein, wie z. B. Spülen und Trocknen.

02

PULVERBESCHICHTUNG

Das Auftragen der Pulverbeschichtung kann mit verschidenen Methoden durchgeführt werden. Die allgemein bekannten und verwendete Methoden:

  • Wirbelsintern-Methode: Wirbelsinterbeschichten umfasst eine Zelle und eine Tiefziehbasis, unter welcher die Luft, aber nicht das Pulver passieren kann. Druckluft, die zu dieser Unterlage zugeführt wird, hebt das Pulver hoch und wirbelt es ein. (wie bei Pulverbehältern in Handsprühsystemen).
    Die zu behandelnden Oberflächen werden mit Führungssystemen, die sich oberhalb der Kabine drehen, in den Pulverwirbel hineingeführt und wieder herausgezogen. Danach werden die pulverbeschichteten Oberflächen zu den Öfen befördert. Das Pulver kann auf zwei verschiedene Arten an der Oberfläche haften. Erste Art, die zu beschichtenden Oberflächen werden erhitzt und das Pulver haftet dank der Hitze an der Oberfläche. Als zweite Art wird das fluidisierte Pulver elektrostatisch aufgeladen und die zu beschichtende Oberfläche geerdet. Die Oberfläche wird nach dem Prinzip beschichtet, dass negative und positive Ladungen sich gegenseitig anziehen.
    Der größte Nachteil des Wirbelsinterbeschichtens ist, dass die Schichtdicke nur schwer einstellbar ist. Aufgrund der sehr dicken Oberflächen ist der Pulververbrauch und die gesamten Betriebskosten hoch. Obwohl es keine weitverbreitete Methode ist, kann sie für Funktionen verwendet werden, wie das Beschichten kleiner Teile, die mit einer Pistole schwer zu behandeln wären.
  • Elektrostatische Sprühverfahren (Handsprühpistole): Die Pulverpartikel werden mit Luft verflüssigt und in die Sprühpistole zugeführt, wo sie mit 10150 kV oder durch Reibung (Tribo) in Corona-Handpistolen aufgeladen werden. Die geladenen Partikel haften an den geerdeten Oberflächen.The charged powders adhere to the grounded surfaces.
    Die Pulverpartikel, die nicht an der Oberfläche haften bleiben und herunterfallen, werden durch die Lüftungssysteme aufgefangen und gefiltert. Danach werden sie mit dem Lackpulver vermischt und wiederverwendet.
    Diese Methode kann bei 2 Arten von Ladungssystemen/Sprühpistolen angewandt werden. Die beim elektrostatischen Sprühverfahren verwendeten Pistolentypen und ihre Eigenschaften können wie folgt aufgelistet werden:

CORONA

• Der Ladevorgang kann dank des elektrischen Stroms gesteuert werden. Alle Pulversorten und alle Schichtstärken werden verwendet.
• Umweltfaktoren wie Temperatur und Feuchtigkeit, haben weniger Auswirkungen.
• Die Sprühgeräte sind preiswert, und die Betriebskosten sind gering.
• Der Faradaysche Käfig wird gebildet. Die Schichtdicke kann durch Spannungsregelung geändert werden.
• Hoher Verbrauch.
• Pulverwechsel (Systemreinigung) ist einfach.
• Hohes Risiko von Rückionisierung.

TRİBO

• Kein Bedarf an Hochspannung. Ladung des Pulvers entsteht durch Reibung.
• Es werden spezielle Partikelgrößen und spezielle Pulver für das Tribo-Verfahren verwendet.
• Wird leicht durch Umweltfaktoren beeinflusst.
• Hohe Kosten.
• Kein Faradayscher Käfig-Effekt.
• Die Schichtdicke kann sich bei Lufteinstellung ändern.
• Geringer Verbrauch.
• Schwieriger Pulverwechsel.
• Geringes Risiko von Rückionisierung.

Dank der neuesten Techniken wird das überschüssige Ion, das in den Corona-Pistolen gebildet wird, mit dem im Rohrbereich der Pistole platzierten Auffänger in den Boden geleitet, wodurch der Faraday-Käfig-Effekt reduziert wird. Diese besondere Art von Pistole wird Super-Corona genannt.

Die Sprühpistolen werden auch in zwei Kategorien unterteilt: handgeführte und robotergeführte. Robotergeführte Sprühpistolen werden von Unternehmen bevorzugt, die große Mengen von Pulverlacken verwenden. Diese sind vollautomatisch und werden mit Computersteuerung verwendet. Auf diese Weise kommt der Anwender nicht in Berührung mit dem Lackpulver.

Handgeführte Sprühgeräte werden komplett von Hand kontrolliert. Diese werden in Laboren für Forschung und Entwicklung, Qualitätskontrollabteilungen, oder Reparatur- und Verschönerungswerkstätten der Anwender eingesetzt.

03

EINBRENNEN

Die Aushärtebedingungen werden vom Pulverhersteller nach den Angaben des Anwenders festgelegt. Hierbei ist es wichtig, die Zeit einzuhalten, nachdem die beschichtete Oberfläche (Metall) angesichts der gegebenen Informationen die gewünschte Temperatur erreicht hat. Jeder Pulverlack hat eine spezifische Temperatur-Zeit-Kurve.
Wie aus dem nachstehenden Beispiel hervorgeht, kann Lackpulver bei verschiedenen Temperaturen und Zeiten ausgehärtet werden. Je höher die Temperatur, desto geringer ist die Aushärtezeit. Der anwendende Betrieb kann auf Basis dieser Kurve eine sichere Temperatur und Zeit nach eigenen Parametern wählen. Wie in der Grafik zu sehen ist, ist jedoch eine ordnungsgemäße Aushärtung bei extremen Temperaturen und Zeiten wie 1 min. bei 500 °C und 1000 min. bei 50 °C nicht möglich. Dies liegt daran, dass diese Aushärtungsbedingungen nicht für die Reaktionen geeignet sind, die in der Stückliste auftreten werden.

Das Pulver muss eingebrannt und ausgehärtet werden, um aufgrund seiner Eigenschaften eine geeignete Oberfläche zu schaffen. Das Pulver kann zwischen 120 °C und 250 °C eingebrannt werden. Die Einbrenntemperatur ist abhängig von der Art des verwendeten Pulvers, dem Gewicht der beschichteten Fläche und der Aushärtezeit. Die Einbrenndauer bei einer bestimmten Temperatur hängt von der Konstruktion des Ofens und von der Art, Form und Dicke der zu beschichtenden Oberfläche ab.
Die Wahl der richtigen Aushärtetemperatur ist für die Pulverbeschichtung entscheidend. Die Mindest- und Höchsttemperatur müssen während des Einbrennvorgangs überwacht werden. Denn während niedrigere Temperaturen zu einer unvollständigen Aushärtung führen, können hohe Temperaturen eine Gelbfärbung und Risse auf der Oberfläche verursachen. Die Einbrennbedingungen sollten im Voraus festgelegt oder vom Pulverhersteller bereitgestellt werden.

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