Energiesparend lackieren mit Dampf

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  • _____ Das Beschichten mittels Dampf ist nicht neu. Bereits in den 1980er Jahren gab es Anwendungen, bei denen mit-tels Dampfspritztechnik beschichtet wurde. Warum sich das System damals nicht durchgesetzt hat, ist nicht be -kannt. Unter Umstnden waren aber die Aspekte Energieeffizienz und Res-sourcenschonung nicht populr. Weite-re Systeme, bei denen das Material erhitzt oder die Spritzluft erwrmt wird, haben sich ebenfalls etabliert. Der Fokus dieser Anwendungen liegt aber eher in den Vorgaben der Verar-beitung als in der Einsparung von Material oder Kosten.

    Krautzberger liefert Gerte und Anla-gen zur Oberflchenveredelung mittels Spritztechnik und nutzt die Erfahrungen der Entwicklung aus der Vergangenheit, um nach heutigen Mastben energie- und ressourceneffizient zu beschichten. Im Gegensatz zum Heispritzen oder anderen Thermo-Systemen wird bei dem von Krautzberger entwickelten System fr die Zerstubung an der Pistolendse keine Druckluft eingesetzt.

    Bei diesem System ersetzt Dampf die konventionelle, durch Kompressoren erzeugte Spritzluft. Lediglich fr die Beaufschlagung des Materials wird noch Druckluft verwendet. Dabei kann eine

    direkte Materialzufhrung oder ein Druckbehlter zum Einsatz kommen.

    Konstanter Dampfdruck von 3 barFr die Anwendung ist ein Dampferzeu-ger notwendig, der auf die Anzahl der Spritzapparate und das Einsatzgebiet abgestimmt ist. Das Gert arbeitet mit Wasser direkt aus dem Wassernetz oder aus einem Vorratsbehlter und erzeugt Dampf mit einer Temperatur von etwa 120 C. Das Wasser sollte einen Hrte-grad von 3 deutscher Hrte, also einen Wert von 0,534 mmol/l, nicht berschrei-ten. Dies ist fr den Spritzvorgang uner-heblich, erhht aber die Lebensdauer der dampferzeugenden Komponenten. Das

    Gert kann auch direkt mit einer Enthr-tungseinrichtung ausgestattet werden.

    Der erzeugte Dampf wird ber isolier-te Schluche zur speziellen Spritzpistole geleitet. Die Funktion der Spritzapparate entspricht den bekannten, etablierten Pistolen. Der Aufbau ist allerdings auf-grund der Wrmeentwicklung und phy-sikalischer Gegebenheiten unterschied-lich. Je nach Entfernung vom Dampfer-zeuger zum Spritzapparat muss unter Umstnden ein Dampferhitzer einge-setzt werden, damit kein Kondensat ent-steht.

    Die Anlage besteht somit aus dem Dampferzeuger, optionalem Dampferhit-zer, isoliertem Schlauch und der Spritzpistole(n). Der Dampferzeuger ist nach einer Aufheizphase von etwa 9 Minuten einsatzbereit. Zu diesem Zeit-punkt ist ein Dampfdruck von etwa 3 bar bei einer Temperatur von 150 C aufge-baut. Danach wird der Betrieb thermo-statgeregelt. Die Art der Wasserzufh-rung entscheidet dann ber die einzule-genden Pausen.

    Beschleunigte TrocknungNach der Aufheizphase arbeitet das Gert im Stand-by-Betrieb. Der heie Dampf steht bis an der Pistolendse an und kann sofort eingesetzt werden. Die Zufhrung des Materials erfolgt konven-tionell. In den bisherigen Anwendungen hat sich die Zufhrung ber Materialbe-hlter bewhrt. An der Pistole tritt in dieser Phase Dampf aus, der direkt an der Dse eine Temperatur von rund 100 C hat. Dabei hnelt der austretende Dampf einem herkmmlichen Spritz-stahl, allerdings kann in diesem Zustand

    Neuentwicklung in der Spritztechnik

    Energiesparend lackieren mit Dampf

    Die Dampfspritztechnik arbeitet mit einem Dampferzeuger und mit einem Druck von etwa 3 bar bei 150C

    Richtig Dampf macht eine neu entwickelte Spritztechnik im doppelten Sinne. Das System arbeitet mit Dampf anstatt der konventionellen, durch Kompressoren erzeugten Spritzluft. Die speziell kombinierte Anlagentechnik beschleunigt nicht nur die Trocknungsphasen, sondern hilft gleichzeitig, Material und Energie einzusparen.

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    nasslackieren

  • schon erkannt werden, dass der Spritz-strahl wesentlich weicher und weniger energiegeladen ist.

    Einer der wesentlichen Vorteile dieses Verfahrens ist die schnellere Trocknung durch die hohen Temperaturen. Das kann zu einer Vereinfachung des Pro-duktionsablaufes fhren. So knnen Tro-ckenzonen rumlich verkrzt werden, was zu einer schnelleren Weiterbe- oder verarbeitung fhrt. Die Wartezeit bis zur Weiterbearbeitung konnte im Holz-bereich bei konventioneller Lufttrock-nung von 24 Stunden auf 1 Stunde redu-ziert werden.

    Mglichweise bietet sich sogar an, dass Trockner eingespart oder der Ener-gieverbrauch reduziert werden kann. Bei gngigen Trockeneinheiten mit einem Energieverbrauch von bis zu 40 kW/h bringt eine Energieeinsparung von 25 % bereits etwa 19 000 kW/h pro Jahr.

    Materialeinsparung von 30 ProzentSobald Material hinzugegeben wird, zeigt sich ein weiterer Vorteil des Sys-tems. Der Spritzstrahl bertrgt das Material mit wenig Energieaufwand von der Dse zum Objekt. Der Rckprall von Material ist kaum sichtbar. Durch die geringere Energie und den somit wesent-lich geringeren Overspray haben Anwen-der bereits innerhalb kurzer Zeit Mate-rialeinsparungen von bis zu 30 % erzielt, ohne den Materialauftrag zu verringern. In einigen Fllen konnte auch die Menge des aufzutragenden Materials um bis zu 30 % reduziert werden.

    Der geringere Overspray fhrte dar-ber hinaus auch zu deutlich reduzierten Reinigungsarbeiten in der Spritzkabine. Es konnten etwa 30 Minuten Reinigung pro Schicht eingespart werden. Zudem wurde die Oberflche durchweg als qua-litativ verbessert eingestuft. Dies ist sicherlich ein subjektiver Faktor, der

    nach individuell vorgegebenen Quali-ttskriterien beurteilt werden muss.

    Groes EntwicklungspotenzialIn der praktischen Anwendung hat sich gezeigt, dass die vorhandenen Dsen-gren von 0,8 mm bis 2,5 mm und die zur Verfgung stehenden Flach- und Rundstrahldsen ausreichen, um bli-che Spritzvorgnge durchzufhren.

    Die bisher gemachten Erfahrungen basieren auf Versuchen mit den von lackierenden Unternehmen zur Verf-gung gestellten Materialien. Es wurden keine speziellen, fr die Dampftechnolo-gie entwickelten Lacke verwendet. Dies zeigt einerseits die derzeitigen Grenzen des Systems auf, bietet allerdings auch ein groes Entwicklungspotenzial. Der-zeit knnen nur wasserbasierte, einkom-ponentige Materialien verwendet wer-den. Es wurden bereits Glasuren, Lacke, Kleber und Trennmittel erfolgreich ver-arbeitet.

    Die Pistolen lassen sich nachtrglich in bestehende Anlagen integrieren. Die Schlauchleitung vom Dampferzeuger zu den Pistolen sollte so kurz wie mglich gehalten werden, um mglichst wenig Energie zu verlieren. Tests fr den Ein-bau in Durchlaufanlagen waren bereits erfolgreich. Beim Einsatz von Rundlauf-anlagen oder sich bewegenden Spritzap-paraten muss das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten geprft werden. Vor dem ersten Einsatz der Dampfspritz-pistole werden Versuche unter realen Bedingungen durchgefhrt, um die Eig-nung fr das Dampfspritzverfahren beim Anwender zu testen. __|

    Technische Daten des Dampfspritzapparates

    __ 63 AH/400 V-Anschluss__ Optionaler Wasseranschluss fr kontinuierliches Arbeiten__ Pro Spritzapparat werden etwa 7 kg/h Dampf verbraucht__ Fr den Einsatz von 2 Apparaten steht ein Dampferzeuger mit einer Leistung von

    10 kW/h zur Verfgung__ Es gibt weitere Varianten bis zu 4 Apparate bei einer Leistungsangabe von 20kW/h

    Die tatschliche Leistungsaufnahme betrgt__ beim Aufheizen der Anlage bis zur Betriebsbereitschaft: Insgesamt 1,9 kW inner-

    halb von 9 Minuten__ im Stand-by-Betrieb mit Zerstubung, Dampfdruck 3 bar: etwa 2kW/h__ im Stand-by-Betrieb ohne Zerstubung, Dampfdruck 3bar: etwa 0,85 kW/h__ im Dauerbetrieb mit einer Pistole, Dsendurchmesser 1,2 mm, bei einer Dampf-

    temperatur von 150C, Dampfdruck 3 bar: 6,2 kW/h__ im Dauerbetrieb mit einer Pistole, Dsendurchmesser 1,2 mm, bei einer Dampf-

    temperatur von 250C, Dampfdruck 3 bar: 6,55 kW/h__ im Taktbetrieb (2 Sek. Zerstuben, 2 Sek. Pause) mit einer Pistole, Dsendurchmes-

    ser 1,2 mm, bei einer Dampftemperatur von 250C, Dampfdruck 3 bar: 4,92 kW/h.

    Autor: Holger Weidmann, Krautzberger GmbH,

    Eltville am Rhein, Tel. 06123 698-327, h.weidmann@krautzberger.com,

    www.krautzberger.com

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