Eine Lackieranlage für nicht klar definierte Produkte planen und bauen

„Bei der Planung unserer neuen Lackieranlage wussten wir noch nicht genau, welche Produkte wir darin beschichten werden“, erzählt Torsten Müller-Uri, Leiter Technik und Produktion bei der GBneuhaus GmbH. Das Unternehmen hat sich auf die Entwicklung und Applikation von Nanolacken spezialisiert, agiert in diesem Bereich als Lohnbeschichter und hat in 2014 beschlossen, eine neue Lackieranlage zu installieren. Mit Nanolacken können Schichten realisiert werden, deren Stärken zwischen 500 nm und 1,5 µm liegen. Eine weitere Besonderheit: Die Lacke können kundenspezifisch mit unterschiedlichen Funktionen wie elektrisch leitfähig, hydrophob oder hydrophil und antibakteriell ausgestattet werden.

Unterschiedliche Werkstoffe

Bislang hat GB Neuhaus die Werkstücke im „DipCoating“-Verfahren beschichtet. Doch da es auch nicht tauchfähige Substrate gibt, fiel die Entscheidung für eine Anlage zur Spritzapplikation von Nanolacken. Ziel war, damit Substrate aus unterschiedlichen Werkstoffen (Kunststoffe, Metalle, Holz, Glas oder Mischwerkstoffe), in unterschiedlichsten Geometrien kundenspezifisch, hochpräzise und reproduzierbar zu beschichten. „Als wir die Anlage geplant haben, wussten wir auch nicht, mit welchen Funktionalitäten unsere Kunden Ihren Oberflächen veredeln möchten“, berichtet Torsten Müller-Uri weiter. „Wichtig war uns in jedem Fall, dass wir Beschichtungsmuster für sie und Kleinserien lackieren können.“

Mit der Anlage kann GBneuhaus Beschichtungsmuster für Kunden und Kleinserien lackieren.

Arbeits- und Explosionsschutz

Berücksichtigt werden musste weiterhin der Explosionsschutz, denn die Nanolacke enthalten als Lösemittel Ethanol und Butanol. Die Verarbeitung beider Stoffe erfordert besondere Sicherheitsmaßnahmen hinsichtlich des Arbeits- und des Explosionsschutzes. Das Konzept für die einzigartige Lackierkabine entwickelte GBneuhaus gemeinsam mit der Krautzberger GmbH und der KS Lüftungstechnik GmbH – „in einem kreativen Brainstorming und mehreren sehr konstruktiven Workshops“, berichtet Thomas Schneider, Prokurist und Vertriebsleiter bei Krautzberger und fügt hinzu: „Wir haben den Prozess mehrfach in unserem Technikum überprüft und solange verfeinert, bis er zuverlässig und stabil lief.“ – „Wichtige Bestandteile dieser Tests waren die Konditionierung der Luft sowie der Arbeits- und der Explosionsschutz“, ergänzt Ulrich Dalheimer, Leiter Projektierung bei KS Lüftungstechnik. Um für den Lohnbeschichter die möglichen Einsatzgebiete der Anlage umfassend auszuloten, hat Krautzberger in dieser Testphase auch konkrete Produkte beschichtet. „Wir konnten dadurch dazu beitragen, dass GBneuhaus bereits kurz nach Inbetriebnahme der Anlage einen ersten Auftrag für die Spritzlackierung erhielt“, freut sich Thomas Schneider.

Vollklimatisierte Kabine

Bei der neuen Lackieranlage handelt es sich um eine vollklimatisierte Kabine, in der exakt definierte Grenzwerte für Temperatur (± 2 °C) und Luftfeuchte (± 5%) eingehalten werden. Im Zentrum der Lackierkabine steht ein 6-Achsroboter in Kombination mit einem vierarmigen Karussell. Jeder Karussellarm verfügt über eine drehbare Werkstückaufnahme mit kontrollierter Achse. In Kombination mit der entsprechenden Düse und Düsenverlängerung können damit Werkstücke bis zu einem maximalen Durchmesser von 1,50 m innen und außen beschichtet werden. Zu den Besonderheiten der Applikation zählt der feine Sprühstrahl, der eine sehr dünne und homogene Schicht ermöglicht. Trotzdem bleibt die Menge des Oversprays gering.

Vorraum und Lackierkabine bilden lufttechnisch eine Einheit; die Aufgabe der Werkstücke erfolgt über den Vorraum.

Leichter Überduck in der Kabine

Die Bestückung der Drehteller erfolgt über ein Fenster zum Vorraum. Diesen Vorraum betritt der Mitarbeiter – in Abhängigkeit der Werkstückgröße – über eine Tür oder über ein Schnelllauftor. Für die Klimatisierung bilden Vorraum und Lackierkabine eine Einheit, in der ständig ein leichter Überdruck herrscht. Die Zuluft wird über die Decke im Vorraum eingeblasen und in der Kabine über die dem Vorraum gegenüberliegende Wand abgesaugt. An dieser Wand sind auch die Filter für die Lackabscheidung installiert. Die Abluft wird zur Entfernung der Feststoffe über zwei Filterstufen in der Kabine und zwei weitere Filterstufen im Lüftungsaggregat gereinigt und durchströmt vor der Ableitung nach draußen eine Anlage zur Wärme- und Kälterückgewinnung. Um die Zu- und Abluftströme konstant zu halten, ist die Lüftungsanlage mit einer Wirkdruck­regelung ausgestattet. Außerdem reagiert die Lüftungstechnik auf Filterverschmutzungen und regelt die Luftmengen selbstständig auf die eingestellten Sollluftmengen. Im Anschluss an die Beschichtung und Einhaltung einer definierten Lackabbindezeit werden die Werkstücke wieder über den Vorraum mithilfe spezieller Werkzeuge von den Drehtellern genommen und der Lack wird – abhängig vom Substrat – im Ofen bei 500 °C oder mit Infrarotstrahlung (130 °C) vernetzt.

Besser als die gesetzlichen Vorgaben

Nach Überprüfung und Genehmigung durch die zuständigen Behörden hat GBneuhaus die Anlage im Januar 2017 in Betrieb genommen. Welche Ergebnisse lieferten die Messungen der Behörden und wie nutzt GB Neuhaus die Lackieranlage? „Die Messungen ergaben, dass die Anlage die gesetzlich festgelegten Vorgaben der Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) sowie der Explosionskennwerte unterschreitet. Wir sind mit der Technik und den Beschichtungsergebnissen sehr zufrieden, denn wir können beispielsweise ein 600 mm langes Rohr mit einem Durchmesser von 30 mm in hoher Qualität innen mit Nanolack beschichten“, resümiert Torsten Müller-Uri.

GBneuhaus GmbH, Neuhaus am Rennweg, Torsten Müller-Uri, Tel. +49, 3679 726039, t.mueller-uri@gbneuhaus.de, www.gbneuhaus.de;

Krautzberger GmbH, Eltville am Rhein, Thomas Schneider, Tel. +49 6123 698-220, t.schneider@krautzberger.com, www.krautzberger.com;

KS Lüftungstechnik GmbH, Eltville, Ulrich Dalheimer, Tel. +49 6123 698-460, u.dalheimer@ks-lueftungstechnik.de, www.ks-lueftungstechnik.de