Kleinteile vollautomatisch pulverlackieren und mit Infrarot-Wärme härten

Gehäuse, Maschinenteile oder Komponenten werden häufig von Lohnbeschichtern mit einer Lackierung versehen. Die Anforderungen an Qualität, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit nehmen in der Oberflächenbeschichtung und -veredelung zu. Lacke und Farben sollen immer schneller, aber trotzdem in brillanter Qualität und mit minimalem Energieeinsatz getrocknet werden. Gerade für Lohnbeschichter ist das eine echte Herausforderung, wenn wechselnde Teile in der gleichen Anlage mit unterschiedlichen Lacken versehen werden sollen. Die Afotek GmbH hat deshalb jetzt eine voll funktionsfähige, vollautomatische Pulverlackiermaschine in Zimmergröße mit dem neuen Shuttle-Fördersystem präsentiert. Partner für die Elektrotechnik der Anlage ist die August Elektrotechnik GmbH (AEM), das Infrarot-Trocknungssystem stammt von der Heraeus Noblelight GmbH. Die Anlage ist konzipiert für Kleinteile, die in Serie gepulvert werden. Sie kann äußerst platzsparend in jeder Halle eingesetzt werden und ist Herstellerangaben zufolge somit ideal für Lohnbeschichter. Die neu konstruierte Anlage ist komplett in einen Container integriert, der insgesamt etwa 6 m lang, und je etwa 3 m breit und hoch ist. Der Container enthält eine Pulverkabine, einen IR-Einbrennofen, das Fördersystem sowie Steuerungstechnik, Prozessvisualisierung und ein Produktionsleitsystem.

PROZESSABLAUF

Metallteile, die lackiert werden sollen, werden an der Aufgabestation am Werkstückträger (Shuttle) des Fördersystems aufgehängt. Dann wird durch einen manuell betätigten Taster das Shuttle freigegeben und fährt in die Pulverkabine, in der es durch zwei automatische Pulverpistolen, die durch Hubwerke auf und ab bewegt werden, beschichtet wird. Die Fördergeschwindigkeit beträgt dabei etwa 1 m/min. Nach dem Beschichten fährt das Shuttle über einen Querverschiebewagen zum Pulvereinbrennofen. Die Pulvereinbrennstation besteht aus einem wärmeisolierten Gehäuse, bis zu sechs IR-Strahlern und einer Absaugvorrichtung. Dort wird das Pulver je nach Vorgabe eingebrannt und die Teile am Kühlplatz abgekühlt. Danach wird das Shuttle wieder über den Querverschiebewagen zur Aufgabestation gebracht, wo die Teile abgehängt werden.

Das Shuttle-Konzept

Die Werkstückträger, sogenannte Shuttle, bewegen sich auf Rollen in einem Aluminium-Schienenprofil. Die An-triebe sind direkt auf dem Schienenprofil angeordnet. Die Shuttles werden von Antrieb zu Antrieb übergeben. Jeder Antrieb verfügt über einen Sensor, über den die Geschwindigkeit stufenlos geregelt wird. Durch Querverfahrwagen können die Shuttles im 90° Winkel zur Förderrichtung verschoben und einem anderen Förderstrang zugeführt werden. Die Querverfahrwagen bestehen aus Tragschienen und Laufwagen mit mehreren Führungsschienen. Als Antrieb dient ein Niedervolt-Motor mit Getriebe, der über einen Absolutwertgeber positioniert wird.

Die Steuerungstechnik

Der Anlagenführer hat permanent den Überblick über seine gesamte Anlage und die Kontrolle über die modularen Antriebseinheiten. Die Antriebseinheiten des Afotek Shuttle-Systems werden je nach Anlagengröße und Funktionsumfang sinnvoll zusammengefasst. In der Verfahrenstechnik und Applikation können jederzeit Parameter und Rezepte geändert werden. Für wiederkehrende Fertigungsteile werden diese gespeichert und sichern somit eine effiziente Anlagenbedienung und Fertigungsqualität. Eine intelligente und bedarfsgerechte Steuerung aller Verbraucher garantiert dem Anlagenbetreiber eine hohe Energieeffizienz. Für die Produktionssteuerung wird das “LogiQ”-System der Firma AEM eingesetzt, das über viele Schnittstellen direkt auf die E/A-Ebene der Produktion zugreifen kann. Dadurch wird das Störungsmanagement optimiert. Ein automatisiertes Informationssystem kann dem Betreiber zeitnah Füllstände oder Verbrauch mitteilen, sodass eine bedarfsgerechte Steuerung ermöglicht wird. Das Monitoring hilft, Einsparpotenziale zu erkennen und letzten Endes Energie und Kosten zu sparen.

Energieverbrauch senken

Die Pulvereinbrennstation besteht aus einem IR-System, dass nur dann aktiviert ist, wenn auch Wärme benötigt wird. Während der Wechselzeiten kann es ausgeschaltet bleiben. Dadurch kann der Energieverbrauch der Anlage minimiert werden. Das IR-System bietet zwei Leistungsstufen, die erste heizt schnell bis zur Einbrenntemperatur auf; dann schaltet das System automatisch um auf Stufe 2, die Halteleistung. Dadurch werden die Produkte an einer Station komplett gehärtet, sie müssen nicht weiter bewegt werden. Infrarot-Wärme wird hier eingesetzt, da die Wärmeprozesse besondere Vorgaben an Platz, Zeit und Qualität erzielt werden sollen. Die Infrarot-Strahler lassen sich an Produkt und Prozess genau anpassen, was Energie und Kosten spart.

Heraeus Noblelight GmbH, Kleinostheim, Dr. Marie-Luise Bopp, Tel. +49 6181 35-8545, hng-infrared@heraeus.com, www.heraeus-noblelight.com/infrared;

Afotek GmbH, Bad Hersfeld, Gaby Kükenshöner, Tel. +49 6621 5076-43, kuekenshoener@afotek.de, www.afotek.de;

AEM – August Elektrotechnik GmbH, Hohenroda, Florian Brandau, Tel. +49 6676 9216-22, florian.brandau@aem-et.de, www.aem-et.de