Lacke mit UV-LED aushärten

Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Herstellung von Fertigmöbeln zur Selbstmontage aus Spanplatten, MDF und zellularen Leichtbauplatten.Zum Ausbau der Produktionskapazität hat SC Freda sein Produktionswerk um eine neue Produktionshalle erweitert. Diese beinhaltet die neue Hochgeschwindigkeits-UV-Lackieranlage, die gemeinsam mit dem Partner Efsen UV & EB Technology entwickelt wurde. Die Planung der hocheffizienten und intelligenten UV-Produktionslinie startete 2017 mit dem Ziel, einen modernen, effizienten und umweltfreundlichen Produktionsprozess umzusetzen. Im Vergleich zu bestehenden Anlagen wollte Efsen einen großen Schritt weiter gehen und den Einsatz der UV-LEDs nicht auf den Zwischenhärtungsprozess beschränken. Als Partner im Projekt kam von der Lackseite AkzoNobel dazu. In Kooperation setzten so Anwender, Anlagenhersteller und Lackproduzent alle Weichen, um den neuen Prozess ohne Erhöhung der Lackkosten zu ermöglichen.

Prozessangepasste Härtung

Entwickelt wurde ein neuer Härtungsprozess, in dem UV-LED-Technologie konventionelle UV-Strahler ersetzt. Einzig am Ende der Linie kommt noch ein Hg-System zur Anwendung. Eine Schlüsselentscheidung, die die Umsetzung möglich machte, war die Nutzung der Wellenlänge im Bereich von ca. 365 nm. Durch die Applikation des neuen Systems konnte der Energieverbrauch von 270 kW auf 121 kW reduziert werden. Zudem sinkt der Verbrauch an Strahlern von 60 auf 16 pro Jahr. Im konventionellen Holzbeschichtungsprozess erfolgt zunächst die Applikation zweier Klarlackschichten, die anschließend geschliffen werden. Auf dieser Grundlage werden danach mehrere Decklackschichten zur Farbgebung aufgetragen. Den Abschluss bildet ein weiteres Klarlacksystem. Die Herausforderung war nun, einen Prozess angepasst an die UV-LED zu entwickeln, welcher eine Ziel-Produktionsgeschwindigkeit von 50 m/min erlaubt.

Individualität

Der jährliche Strahlerverbrauch hat sich von 60 auf 16 reduziert, u. a. durch den Einsatz des „ICAD“-Sensors.

Im Fokus der Entwicklung stand einerseits eine gute Trocknung des Schleifprimers vor der Schleifstation zu erreichen, um die vorzeitige Verschmutzung des Schleifbandes zu verhindern, andererseits die Verarbeitung sowohl von hellen als auch dunklen Lacken. Als Lösung wurde für jede Station eine individuelle Wellenlänge definiert. Um den Glanzgrad im Finish gezielt zu beeinflussen, kommt zur Endhärtung eine höhenverstellbare UV-LED zur Anwendung. Die niedrigen Temperaturen eines UV-LED-Prozesses in Verbindung mit der Kontrolle der Bestrahlungshomogenität durch die „ICAD“-Technologie von Efsen ermöglichen eine besondere Stabilität des Glanzgrades im Finish. Des Weiteren verhindert der Niedertemperaturprozess Aufschmelzprobleme des Kantenband-Leims. Im Vergleich zu konventionellen Systemen ist mittels der Neuentwicklung mit einer Energieeinsparung von ca. 55% zu rechnen. Zudem weisen die UV-LED-Systeme eine höhere Lebensdauer sowie einen minimalen Wartungsaufwand auf. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass konventionelle Systeme bei Produktionsunterbrechung im Stand-by-Betrieb verbleiben. UV-LED Systeme sind hingegen problemfrei komplett abschaltbar. In der Anlage sind zudem „WoodCure“-Strahlersysteme verbaut. Diese verfügen u.a. über optimierte Temperaturkontrollen am Kolben der Strahler, wodurch sich Homogenität und Lebensdauer der Komponenten verbessern. Um eine dauerhafte Prozessstabilität zu gewährleisten, kommt in der Anlage das „ICAD“-System zur Anwendung. Dabei handelt es sich um einen Inline-Mess-Regelkreis, der kontinuierlich die zum Substrat emittierte UV-Leistung misst. Örtliche Abweichungen werden erkannt und durch die Leistungsregelung lokaler LED-Segmente korrigiert. So wird eine homogene Abstrahlcharakteristik mit <5% Abweichung über die gesamte Breite der LED generiert. Die Messdaten können zudem an externe Systeme übergeben werden, um eine Dokumentation der Strahlungsleistung zu erstellen.

Zum Netzwerken:
Efsen UV & EB Technology, DK-Holte, Matthias Robisch, Tel. +49 160 7673371, robisch@efsen.dk, www.efsen.dk