Möglichkeiten zur Prozessoptimierung der Pulverbeschichtung aufspüren
Betreiber von Pulverbeschichtungsanlagen können auch in Zukunft effizient und Energie sparend arbeiten. Entscheidend wichtig ist, auf dem neuesten Stand der Technik zu bleiben, um zukünftige Herausforderungen meistern zu können. Eine exklusive Umfrage unter Referenten des Dresdner Pulversymposiums gibt einen Überblick über mögliche Lösungen und zeigt Wege zu einer wirtschaftlichen Lackierung auf.
Befragt dazu, wo für Pulverbeschichter die am schnellsten realisierbaren Einsparpotenziale stecken, sagt Thomas Dotterweich von der H2O GmbH, aus seiner Sicht sei die Aufbereitung des Prozesswassers ein entscheidender Faktor. So könnten durch den Einsatz einer Vakuumdestillationsanlage jährlich bis zu 100.000 Euro eingespart werden. Beim Unternehmen Thermofin rechne sich die Investition bereits in knapp einem Jahr.
Dennis Kuhfuß von der KMU LOFT Cleanwater GmbH sagt, Beschichter könnten durch die Kreislaufführung von Prozesswässern Kosten sparen, da ein deutlich geringerer ManPower-Einsatz sowie wesentlich reduzierte Chemikalienkosten in der Abwasserbehandlung ermöglicht würden. Darüber hinaus sei eine höhere Qualität der Becken in der Vorbehandlung durch den Einsatz von Destillat nachweisbar. Aufgrund der Kreislaufführung werde zudem keine Einleitergenehmigung mehr notwendig, was eine deutliche Erleichterung im BImSchG- Verfahren bedeute.
Die am schnellsten realisierbaren Einsparpotenziale sind im Wesentlichen der für den Beschichtungsprozess essentielle Pulverlack sowie die benötigte Energie, so Jens Mizera von der Dr. Herrmann GmbH & Co. Durch Berücksichtigung von Aufheiz- und Abkühlkurve könnten Verweilzeiten verringert oder gar die Ofentemperatur reduziert werden. Auch die richtige Auswahl der Beschichtungsmaterialen im Hinblick auf den Energiebedarf (Einbrennbedingungen) sowie auf die Ergiebigkeit könnten Kosten senken. Hier sei jedoch nicht der losgelöste Einkaufspreis allein zu sehen, sondern immer in Verbindung mit Deckvermögen und Barrierewirkung bei entsprechend realisierten Schichtdicken. Allgemein sollten ohnehin keine Entscheidungen anhand von Einzelergebnissen getroffen werden und immer das Zusammenspiel als Gesamtheit betrachtet werden, so Mizera.
Robert Ecker
Prokurist der IAP Industrial Acid Proofing Europe GmbH
„Pulverbeschichter können die Lackierqualität wirkungsvoll erhöhen, indem sie bei der Vorbehandlung auf einen Korrosionsschutz mit hoher Haftfestigkeit zum Grundmaterial achten.“
Dennis Kuhfuß
Vertrieb/Außendienst der KMU LOFT Cleanwater GmbH
„Der Einsatz von Destillat sorgt für eine höhere Qualität in der Vorbehandlung, was wiederum eine höhere Qualität und weniger Ausschuss am Endprodukt bewirkt.“
Dr. Alan Matschke (li.), Michael Hanschke (re.)
Senior Expert General Finishing, Senior Manager General Finishing, Eisenmann Anlagenbau GmbH & Co. KG
„Am schnellsten lassen sich Einsparpotenziale realisieren, indem der Ausschuss reduziert wird. Die Einhaltung der Prozessparameter ist entscheidend für die Lackierqualität.“
Jerzy-Tadeusz Wawrzyniak
PD & TCS, Functional Coatings, Henkel AG & Co. KGaA
„Bei der Vorbehandlungstechnologie, die schon ab 20 °C wirkungsvoll ist, sind die größten Einsparpotenziale bei der Energie, Abwasserbehandlung, Wasserverbrauch und Schlammvermeidung zu verzeichnen.“
Bernd Kulgemeyer
Geschäftsführer Jürgen Emptmeyer GmbH
„Bereits bei Kleinserien oder Probebeschichtungen führt der Einsatz der richtigen Aufhängelösungen zu zeit- und kosteneffizienten Einsparungen.“
Thomas Dotterweich
Senior Projektingenieur Vertrieb H2O GmbH
„Mögliche Einsparungen durch Kreislaufführung bieten Potenzial für neue Investitionen zur Verbesserung der Lackieranlage.“
Thomas Willumeit
Segment Manager General Industry Chemetall GmbH
„Da zukunftsträchtige und wirtschaftlich attraktive Verfahren dem Markt zur Verfügung stehen, ist es ratsam, ab sofort auf chromfreie Systeme zu setzen.“
Jens Mizera
Laborleiter bei Dr. Herrmann GmbH & Co.
„Die richtige Auswahl der Beschichtungsmaterialen im Hinblick auf den Energiebedarf, d.h. die Einbrennbedingungen, sowie auf die Ergiebigkeit können Kosten senken.“
Michael Wehnhardt
Business Development Akzo Nobel Hilden GmbH
„Der Aufbau und die Pflege von Netzwerken werden immer bedeutsamer – hier besteht noch viel Nachholbedarf.“
Dr. Jens Kersten
Head of Powder Technology Merck KGaA
„Einsparpotenziale ergeben sich vor allem dort, wo die Lasermarkierung das Bedrucken oder Bekleben von Pulverlackoberflächen ersetzen kann.“
Um wirtschaftliches Lackieren bei hoher Qualität geht es bei der Neufassung der DBS918340, denn die DB will die Qualität der Beschichtung ihrer Züge deutlich erhöhen, so Michael Wehnhardt von der Akzo Nobel Hilden GmbH. Dies werde die Anforderungen an die Beschichtungshersteller und die Beschichter stark steigern. In einer partnerschaftlichen Zusammenarbeit und der Abstimmung zwischen den Beteiligten könnten diese Ansprüche erfüllt werden. Gleichzeig ergeben sich bei diesen Prozessen immer auch Einsparungspotenziale, welche die möglicherweise höheren Kosten für eine gestiegene Qualität, in der Regel problemlos auffangen könnten. Durch die Nutzung der daraus entstehenden Netzwerke resultierten meist viele neue Möglichkeiten. Wenn sich Betriebe den Herausforderungen eines solchen Prozesses stellten, wüchsen diese an ihren Aufgaben und stünden hinterher besser da als vorher.
Nach Ansicht von Dr. Alan Matschke und Michael Hanschke von Eisenmann SE lassen sich Einsparpotenziale am schnellsten realisieren, indem der Ausschuss reduziert wird. Dafür brauche es insbesondere optimierte Einbrennöfen und Kühlzonen. Nur durch sehr exakte Berechnung und Auslegung ließen sich auch anlagentechnische „Grenzbereiche“ definieren und damit Anlagen- und Betriebskosten reduzieren.
Dr. Jens Kersten von der Merck KGaA sagt, Einsparpotenziale ergäben sich vor allem dort, wo die Lasermarkierung das Bedrucken oder Bekleben von Pulverlackoberflächen ersetzen kann. Das ergebe sich nicht nur durch die hohen Geschwindigkeiten, mit denen der Laser arbeitet. Die Lasermarkierung funktioniere auch auf Oberflächen, die auf Grund ihrer Formulierung nicht bedruckbar sind und bei denen die Etikettenhaftung problematisch ist. Zudem eröffneten sich mit dieser Technologie völlig neue Möglichkeiten, wie etwa die Erzeugung leitfähiger Strukturen auf der Pulverlackoberfläche.
Bernd Kulgemeyer von der Jürgen Emptmeyer GmbH sieht für größere Serien und wiederkehrende Aufträge teileoptimierte Aufhängesysteme und Maskierungslösungen als Hauptmöglichkeiten, rasch Kosten zu sparen. Diese ermöglichten ein schnelles Bestücken und optimale Beschichtungsergebnisse ohne aufwändige Nachbearbeitung. Bei Kleinserien oder bei der Bearbeitung spontaner Aufträge helfen modulare Lösungen dabei, schnell und einfach das optimale Aufhängesystem aus einem Baukasten von Komponenten selbst zusammenzustellen. Bestenfalls werde das verwendete System einsatzbereit gestellt – ohne ein aufwändiges Schweißen oder Verschrauben der einzelnen Komponenten – da die hierfür benötigten Montageanforderungen an der Anlage nicht vorhanden seien. Weiterhin könnten solche Systeme nach dem Entlacken auch für andere Teile wiederverwendet werden.
Im Bereich Vorbehandlungsbäder lassen sich laut Robert Ecker von der IAP Industrial Acid Proofing Europe GmbH Kosten sparen, da die neue IAP-Technologie leicht in den laufenden Produktionsprozess integriert werden könne und effektiv arbeite. Gleichzeitig erhalte der Anwender durch die Phosphat-Schicht einen wirksamen temporären Korrosionsschutz von hoher Qualität und eine gute Grundlage für eine nachfolgende Behandlung wie z.B. eine Pulverbeschichtung.
Da die Technologie von der Henkel AG & Co. KGaA schon ab 20 °C wirkungsvoll ist, sind die größten Einsparpotenziale bei der Energie, Abwasserbehandlung, Wasserverbrauch und Schlammvermeidung zu verzeichnen, sagt Jerzy-Tadeusz Wawrzyniak. In vielen Fällen lasse sich die vorhandene 5-Zonen Vorbehandlungslinie bis auf 2-3 Zonen verkürzen, da für den Prozess keine separate alkalische Entfettung notwendig sei.
Thomas Willumeit von der Chemetall GmbH sagt, chromfreie Vorbehandlungssysteme böten Unternehmen wesentliche Vorteile in Bezug auf den Gesundheitsschutz und die Wirtschaftlichkeit. Allein durch den Wegfall der chromhaltigen Schlämme würden die hohen Kosten für deren Aufarbeitung und Beseitigung entfallen. Zudem könne der Spülwasserverbrauch deutlich reduziert werden und damit verbunden auch die Abwassermenge. Da zukunftsträchtige und wirtschaftlich attraktive Verfahren dem Markt zur Verfügung stünden, sei es daher ratsam, ab sofort auf chromfreie Systeme zu setzen.
Mit vielen Maßnahmen können Pulverbeschichter die Lackierqualität wirkungsvoll erhöhen, ohne die Kosten zu sehr zu steigern. Ein Beispiel ist die Lasermarkierung von Pulverlacken, so Dr. Jens Kersten von Merck. Diese erfolgt computergestützt mit unvergleichlicher Präzision. Das eröffne neue Möglichkeiten in der dekorativen Gestaltung der Oberfläche, aber auch das Beschreiben mit Informationen wie z.B. Seriennummern und Barcodes. Durch den Einsatz geeigneter Additive in der Pulverlackformulierung lasse sich die Eindringtiefe des Lasers in die Beschichtung kontrollieren, wodurch der Korrosionsschutz der Beschichtung zuverlässig erhalten bleibe. Die Betriebskosten des Verfahrens blieben überschaubar. Der Markt biete für diese Anwendung kostengünstige Lasergeräte, die über viele Jahre wartungsfrei arbeiteten.
Eine weitere Maßnahme ist der Einsatz von Warenträgern anstelle von einfachen Lackierhaken, sagt Bernd Kulgemeyer von Emptmeyer. Dies bedeute zunächst eine Investition, die je nach Anforderung und Bauteil unterschiedlich aufwändig sei. Allerdings sei dieser Einsatz in vielen Fällen auch eine gute Lösung zur Qualitätssteigerung, da die Nebenkosten zur Erreichung einer angemessenen Qualität häufig außerhalb des Blickfeldes des Anwenders lägen. Beispiele dafür sind die Zeit, die der Beschichter zur Nacharbeit benötigt, sowie für das Aufhängen der Teile insgesamt. Eine dauernde Zeitersparnis dort gebe bestenfalls den Anstoß für eine einmalige Investition in prozesssichere Systeme, die auch der Qualitätssicherung dienen.
Ein optimaler Vorbehandlungsprozess sorgt für langlebigen Korrosionsschutz und sehr gute Lackhaftung und ist somit die Basis für eine gute Lackierqualität, so Thomas Willumeit von Chemetall. Daher sei es essentiell den Fokus auf diesen Prozessschritt unter Einbeziehung der ausgewählten Substrate und Lacksysteme zu legen. Eine optimierte Prozessüberwachung reduziere zudem Nacharbeit, Ausschuss und Kundenreklamationen und helfe Folgekosten einzusparen.
Wichtiger Qualitätsfaktor der späteren Pulverbeschichtung ist bei der Vorbehandlung ein wirkungsvoller Korrosionsschutz mit hoher Haftfestigkeit zum Grundmaterial, sagt auch Robert Ecker von der IAP. Deren neues Verfahren sei besonders für Teile geeignet, welche eine komplizierte Struktur oder einen hohen Anteil von Hohlräumen aufweisen. Der überschaubare apparative Aufwand gewährleiste eine nachhaltige Wirtschaftlichkeit.
Jerzy-Tadeusz Wawrzyniak sagt, die dünnen Konversionsschichten der Henkel-Technologie garantierten eine sehr gute Lackhaftung und sehr hohen Korrosionsschutz. Dabei seien die Konversionsschichten sehr temperaturbeständig und erlaubten Trocknertemperaturen bis zu 300 °C. Da die Technologie bei Raumtemperatur anwendbar ist, sei die Gefahr der Flugrostbildung während den Produktionspausen eliminiert und damit die Ausschussrate niedriger.
Für Dennis Kuhfuß von KMU LOFT sorgt vor allem der Einsatz von Destillat für eine höhere Qualität in der Vorbehandlung. Dies bewirke eine höhere Qualität und weniger Ausschuss am Endprodukt.
Hinsichtlich der Prozesswasserbehandlung können Entsorgungskosten für Pulverbeschichter eine enorme Rolle spielen, so Thomas Dotterweich von der H2O GmbH. Mögliche Einsparungen durch Kreislaufführung böten Potenzial für neue Investitionen zur Verbesserung der Lackieranlage.
Für Dr. Alan Matschke und Michael Hanschke von Eisenmann ist die Einhaltung der Prozessparameter entscheidend für die Lackierqualität. Können diese Parameter nicht mehr eingehalten werden, so sucht Eisenmann in enger Partnerschaft mit dem Lackieranlagenbetreiber nach optimalen, kostengünstigen Umbaumaßnahmen, um dauerhaft zufriedenstellende Ergebnisse zu erreichen.
Jens Mizera von der Dr. Herrmann GmbH & Co. sagt zum Thema Erhöhung der Lackierqualität, dass sich Qualitätsprüfungen immer lohnten, gerade wenn es um Vermeidung unnötiger Nacharbeit gehe. Dies beginne bei der Bewertung der Grundmaterialen: bei feuerverzinkten Substraten sei nur der Feinputz und dessen sachgemäße Ausführung erwähnt. Auch die Sauberkeit im Lackierbetrieb bewahre vor unnötigen Fremdpartikeleinschlüssen, die nicht nur die Optik, sondern auch die Beständigkeit beeinträchtigen könnten. Nur nach Rücksprache mit dem Kunden/Auftraggeber könne gezielt speziellen Anforderungen nachgegangen werden, die anlagenspezifisch immer unter eine Aufwand-Nutzen-Betrachtung zu stellen seien.
Pulverlackierer müssen sich zukünftig vielfältigen Herausforderungen stellen. Sie müssen beispielsweise die Vernetzung mit ihren Kunden und Lieferanten organisieren, sagt Michael Wehnhardt von Akzo Nobel, denn die Globalisierung wird weiter zunehmen. Der Aufbau und die Pflege von Netzwerken würden immer bedeutsamer. Die technische Voraussetzung hierfür dürfte im Bereich der 4.0 liegen, also müssten Beschichter damit umgehen können. Zudem werde die Suche und Gewinnung von guten und zuverlässigen Mitarbeitern immer schwieriger.
DAS PULVERLACKSYMPOSIUM 2017 AUF EINEN BLICK
Das 27. Pulverlacksymposium Dresden findet am 2. und 3. Februar 2017 im Westin Bellevue Hotel statt. Mehr als 300 Teilnehmer aus Deutschland und den angrenzenden Ländern nehmen am größten Branchentreff teil und diskutieren über technische Neuentwicklungen, aktuelle Herausforderungen an eine moderne Pulverbeschichtung oder komplizierte Aufgabenstellungen aus den ansteigenden Qualitätsanforderungen der Kunden. Eine begleitende Ausstellung präsentiert zudem Innovationen der Lieferanten der Pulverlackindustrie. Das Programm und weitere Informationen finden Sie unter www.pulversymposium-dresden.de
KONTAKTE
- Akzo Nobel Hilden GmbH, Oldenburg, Michael Wehnhardt, Tel. +49 172 2449792, michael.wehnhardt@akzonobel.com, www.akzonobel.com
- Chemetall GmbH, Frankfurt, Thomas Willumeit, Tel. +49 69 7165-3457, thomas.willumeit@chemetall.com, www.chemetall.com
- Eisenmann SE, Böblingen, Dr. Alan Matschke, Tel. +49 7031 78-0, alan.matschke@eisenmann.com, Michael Hanschke, Tel. +49 7031 78-0, michael.hanschke@eisenmann.com, www.eisenmann.com
- Jürgen Emptmeyer GmbH, Bad Essen, Bernd Kulgemeyer, Tel. +49 5472/95500-24, kulgemeyer@emptmeyer.de, www.emptmeyer.de
- H2O GmbH, Steinen, Thomas Dotterweich, Tel. +49 7627 9239-306, thomas.dotterweich@h2o-de.com, www.h2o-de.com
- Henkel AG & Co. KGaA, Düsseldorf, Jerzy-Tadeusz Wawrzyniak, Tel. +49 211 797-6176, jerzy-tadeusz.wawrzyniak@henkel.com, www.henkel.com
- Dr. Herrmann GmbH & Co., Zentrum für Korrosionsschutz und Pulverbeschichtung KG, Dresden, Jens Mizera, Tel. +49 351 496-1103, j.mizera@dr-herrmann-gmbh.de, www.dr-herrmann-gmbh.de
- IAP Industrial Acid Proofing Europe GmbH, Aachen, Robert Ecker, Tel. +49 241 920492-33, r.ecker@eco-phos.com, www.eco-phos.com
- KMU LOFT Cleanwater GmbH, Hausen, Dennis Kuhfuß, Tel. +49 7121 9683-0, d.kuhfuss@kmu-loft.de, www.kmu-loft.de
- Merck KGaA, Darmstadt, Dr. Jens Kersten, Tel. +49 6151 72-9921, jens.kersten@merckgroup.com, www.merck.com
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