voc-emissionen reduzieren mit effektiver betriebsorganisation
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-'----------VQC-Emissionen reduzierenmit effektiver BetriebsorganisationMit umweltfreundlichen Lacken oder neuer Anlagentechnik kann
man VOC-Emissionen reduzieren - das weiB mittlerweile jeder in
der Branche. Weniger bekannt ist dagegen, welches Potenzial zur
Reduzierung von Losemitteln in der besseren Organisation von
Betriebsablaufen steckt.
ackieranlagen mit moglichst gerin
gen Losemittelemissionen sind vor
rangig durch den Einsatz losemittelarmer oder -freier Lackmaterialien und
Hilfsstoffe zu realisieren. Als Ergan
zung zu dieser Vorgehensweise bezie
hungsweise als grundsatzliche Primar
maBnahme sind aber auch die Mog
lichkeiten zu beachten, die auf eine
Verminderung des Lackeinsatzes zie
len und damit automatisch geringereEinsatze der Lackliisemittel und Ver
diinnungen beinhalten.
Erhebliche Einsparpotenziale bie
ten hierbei MaBnahmen, die in die
betriebliche Organisation eingreifen;
der Aufbau der Prozesse kann dabei
meistens unverandert bleiben. Vor
allem im Rahmen der Ablauforganisatitin k-nnnp:n Pbnllncr np:~t::lltllncr llnn
Steuerung der lackiertechnischen
Arbeitsschritte einschlieBlich der dazu
erforderlichen Datenermittlung ver
bessert werden. Durch das optimale
Zusammenwirken des betroffenen
Personals und der Arbeitsmittel sind
bedeutende Material-Einsparungen
erreichbar.
Entsprechende Verbesserungen fur
die Teilelackierung erfordern zunachst
die bewusste Einordnung und Bewer
tung der bestehenden Prozesse inner
halb des gesamten Anforderungsspek
trums. Deshalb sollte eine detaillierteIst-Zustandsaufnahme des Werkstiick
spektrums, der Qualitatsanfordcrun
gen, der Verfahrensdaten und der
gesetzlichen Auflagen zum Umwelt
und Arbeitsschutz am Anfang stehen.nlP:~ hP:lnh::lltp't ::lllrh P:lnp: .~rh,;v::lrh_
stellenanalyse der jeweiligen Lackier
anlage zur Feststellung der Einsparpo
tenziale, zum Beispiel beziiglich Lack
schichtdicke, Auftragswirkungsgradoder Aufwand fur Nacharbeiten (siehe
Beispiele in der Tabelle).
Bei Anlagenoptimierungen konnen
auf dieser Basis VerbesserungsmaBnah
men entwickelt, Prioritaten festgelegt,
zeitliche Ziele zur Umsetzung defi
niert und die zu erwartenden Einspar
potenziale dargestellt werden. Bei Pla
nungen werden die denkbaren Tech
nologie-Alternativen einer ganzheitli
chen Bilanzierung unterworfen.
Die im Folgenden aufgefUhrten
MaBnahmen gehen von organisatorischen Vorarbeiten und Entscheidun
gen auf verschiedenen Betriebsebenenaus; darauf aufbauend konnen die
Randbedingungen und Parameter der
Lackverarbeitung modifiziert und
optimiert werden, sodass sich vorallem Lack- beziehungsweise Lose
mittel-Einsparungen ergeben.
Mit einer analytischen Vorgehens
weise und ausreichender Kompetenzr1p:~ Rp:::lrhp:ltp:rtp:::lITl~ k-nnnp:n ~t)
Tei lespektrum
Beschichtungs
qualit at
Prozessdaten
Umwellschutz
An alyse
• tatsachllcher Oberflachenzustandvor der Beschichtung
• Anordnung beim Beschichten
• Gebr auchs- beziehungsweise
Kundenanford erungen
• l ack·Auftragswirkungsgrad
und Verb leib der l ackverluste
• Betroffenheit von der VO C·Verordnung
Mogliche Schwachstellen
• Fehler/Verunreinigungen aus vorgeschalteten
Fertigungsschrillen
• uberrnafllq groBe Rauliefen
• spr itztechni sch schlechte Zuganglichkeil
• ..Iockere" W arentragerbelegung
• unzureichend definierte Ou alltatsanfordenmqen
• Oberhbhter l acki eraufwand
• mang elhafte Spritzg erateeinstellung
und ·handhabung
• uberrnafilqe W arentragerbeschichtung
• ungenaue Erfassung des Losemlttelverbr auchs
bei Applikation und Reini gung
1st-Analyse von Lackierprozessen und ableitbare Schwachstellen (Beispiele) - eine Vergleichsbasis flJr Optimierungen und
Planungen
JOT 11 12002
Praxisorientier1er Unterricht zum " Verfahrensmechaniker fOr
Beschich tungstechnik" im Technikum des lPA
urnweltvertragliche und wirtschaftliche
Losungen erreicht werden.
Bessere Qualifizierung
des Personals
Auf der Ebene der tibergeordneten
Betriebsorganisation muss erkannt
werden, dass zum Erzielen entschei
dender Fortschritte im Fertigungsbe
reich "Lackiererei" ein grundlegendes
Verstandnis der physikalischen und
chemischen Prozesse erforderlich ist.
Eine entsprechende Qualifizierung
des in die lackiertechnischen Fra
gestellungen einbezogenen Personen
kreises stellt eine unverzichtbare Vor
aussetzung fur die nachhaltige Umset
zung von VerbesserungsmaBnahmen
dar.
Heute empfiehlt es sich, die neue
Berufsausbildung zum "Verfahrensme
chaniker fur Beschichtungstechnik" in
die Personalplanung fur die Lackiere
rei einzubeziehen (Bild oben).
Diese grundlegende Ausbildung,
aber auch spezielle Schulungen (zum
Beispiel zur Vorbehandlung von Ober
flachen fur die Lackierung oder zur
Wasserlackiertechnik) fordern das Ver
standnis fur die Vorgange bei den
Lackierprozessen, sodass die Zusam
mcnhange zwischen den verschiede
nen Fertigungsablaufen und den Feh
lermoglichkeiten bewusst werden.
Zum Beispiel wird bei manuellen
Lackierarbeiten der Lack- und Lose
mittelverbrauch wesentlich von den
Fahigkeiten und der Motivation der
Lackierer bestimmt; ebenso sind die
optimale Einstellung, Steuerung und
Uberwachung von automatischen
Anlagen von einer entsprechenden
Personalqualifikation abhangig.
Lackiergerechte Teilegestaltung
• Konstruktive Merkmale der
Lackierobjekte, wie scharfe Kanten
oder spritz- und trocknungstechnisch
schlecht zugangliche Teilepartien,
behindern einen effektiven Lackauf
trag und erhohen damit den Lackver
brauch.
In Abstimmung zwischen Kon
struktion und Fertigung sind hier
technisch und wirtschaftlich machbare
Modifikationen zu prufen, unter ande
rem Brechen oder Abrunden scharfer
Kanten, Vermeiden von engen Teile
vertiefungen,
Montage von
lackiertechnisch
hinderlichen
Te i leko mp 0
nenten erst nach
der Spritzlackie
rung.
• Eine Redu-
zierung der zu
lackierenden
Teileflachen auf
das funktionell
und dekorativ
tatsachlich er
forderliche MaB
(zum Beispiel
durch Auslassen
nicht sichtbarer Bereiche) bietet prin
zipiell das bedeutendste Potenzial zur
Verminderung des Lack- und Losernit
teleinsatzes.
Diese MaBnahme ist in jedem Fall
zunachst mit den Kundenanforderun
gen abzustimmen. Ebenso ist der Auf
wand fur eventuelle Konsequenzen
wie alternative KorrosionsschutzmaB
nahmen in den unlackierten Teilebe
reichen (zum Beispiel bestandigcrc
Werkstoffe oder temporare Korrosions
schutzbehandlung) sowie alternative
Beschichtungen (zum Beispiel Folien)
dagegenzuhalten.
In der Fertigung konnen innerhalb
der Lackiererei, aber auch unter Ein-
NASSLACKIEREN
beziehung benachbarter Fertigungsbe
reiche, MaBnahmen mit organisatori
schem Handlungsbedarf zu Lack- und
Losemitteleinsparungen fuhren, zum
Beispiel:
• Verunreinigungen und Beschadi
gungen der Wcrkstuckobcrflachc
beziehungsweise der Rohteile aus den
vorgeschalteten Fertigungsprozessen
(zum Beispiel SchweiBperlen, Schleif
riefen oder Montageschaden) erhohen
den Nacharbeitsaufwand und den
Lackeinsatz.
Die Fehlerbeseitigung setzt am
effektivsten in den verursachenden
Bereichen an; dies kann unter anderem
ein Verandern beziehungsweise Loslo
sen von "gewachsenen" Produktions
strukturen erfordern. Die Grafik zeigt
beispielhaft den zeitlichen Aufwand,
aber auch die Erfolgsaussichten fur
derartige Mangelreduzierungen.
• Zu groBe Rautiefen der Werk
stuckoberflache erfordern tiberpropor
tional hohe Lackschichtdicken und
Lackverbrauche, um die geforderte
Mindestschichtdicke tiber den Profil
spitzen zu gewahrleisten.
Unter Berticksichtigung der vorge
gebenen Schichtdicke und dekorati-
1m Rahmen der Produktionsorgani
sation sollten die lackiertechnischen
Belange zwischen den Bereichen der
Teileentwicklung und -konstruktion
und der Fertigung abgestimmt wer
den. Dies kann sich zum Beispiel wie
folgt auf die Teilebereitstellung zur
Lackapplikation auswirken:
JOT 11 12002
DE- u. REMONTAGEN (weltweit)Anlaq en-Stahl -Maschinen- und Rohrleitungsbau ,Inbetriebnahme - Instandhaltungen und Service .
BRUKER-TECHNIK, Postrach 300234, 47427 Moers/GermanyTel. 02641 /971600, Fax: 02641 /971601 , Handy: 0171 /3472486
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zsC)
.5"C
Reduzierung von N acharbeil und Ausschuss durch gezielte O pl imierung von Lackierprozessen (Beispie l)
yen Qualitat ist fur die Oberflachen
struktur der zu lackierenden Teile bei
der Herstellung beziehungsweise
mechanischen Bearbeitung ein vertret
bares MaB zuzulassen (zum Beispiel
durch gieBereitechnische MaBnahmen,
Auswahl geeigneter Spanwerkzeuge
beziehungsweise Strahlmaterialien).
Lack- und Losernittelrnenge
urn 30 %verrnindert
Praxisbeispiel: Die Drehbearbeitung
der Au tlc nflache von Stahlzylindern
erzeugte stark ausgeprngte Drehriefen.
Bei der Lackierung im manuellen
Spritzverfahren wurde zur Abdeckung
der Profilspitzen etwa die doppelte
Lackmenge gegeniiber einem entspre
chenden Lackauftrag auf glatter Ober
flache verbraucht.
Durch neue Drehwerkzeuge und
Schulung des Lackierpersonals beziiglich der Vorgange bei der Schichtabscheidung, der Spritztechnik und derSchichtdickenkontrolle konnten derLack- und Losemitteleinsatz um zirka
30 % reduziert werden.• Warcntrager fur Spritzlackierprozes
se sind moglichst dicht mit den
Lackierobjekten zu belegen, damitweniger Lackoverspray an ihnen vor-
beifliegen kann und eine gute Nut
zung der Anlagenkapazitat erreicht
wird.
Die Gestaltung der Warcntragcr in
Verbindung mit dem Transportsystem,
ihre Verwendbarkeit auch auBerhalbder Lackiererei sowie ihre Ent
lackungszyklen sind unter Einbezie
hung des gesamten Fertigungsflusses
und des Teilehandlings vorzunehmen
beziehungsweise zu priifen.
Lackverbrauch halbiert bei Spritz
lackierung von Brernsbelagen
Praxisbeispiel: Zur Spritzlackierung
groBer Stiickzahlen von Brernsbelagen
wurde die Warentragergestaltung derart verbessert, dass sich der Lackver
brauch gegeniiber der Ausgangslageum zirka 50 % verringerte; ebenso ver
doppelte sich die Kapazitat der beste
henden Anlage, das Teilehandling
konnte bc idhandig oder gegebenen
falls auch automatisiert ausgefUhrt
werden.• 1m Rahmen der VOC-Verordnung
miissen auch die eingesetzten Lose
mittel zur Reinigung der Applikations
einrichtungen beriicksichtigt werden.VOC-Emissionen konnen dabei durch
abdunstende Losemittel aus undich-
ten Auffangbehaltern oder aus den
Lacknebelabscheidern entstehen.
In Lackieranlagen fur Metall- und
Kunststoffteile sollen durch den Ein
satz geschlossener Einrichtungen zur
Reinigung der Applikationsgerate unddurch den Einsatz liisemittelreduzier
ter Reinigungsmittel die verfUgbaren
Moglichkeiten der Emissionsminde
rung genutzt werden.
Organisatorische MaBnahmen, die
den Einsatz von Reinigungsmitteln
von vornherein vermindern, tragen amwirksamsten zu "okoeffizienten" Reinigungsprozessen bei, zum Beispiel:
• Kontingentierung der Reinigermenge auf die tatsachlich erforderliche Minimalmenge,
• DurchfUhren von Farbwechselnohne Spiilung bei Grundierungen
oder optisch wenig anspruchsvollen
Lackierungen,
• Aufeinanderfolge von Teilen mitgleicher Farbe ("Farbblock-Bildung").
Der Autor:
Dipl.-lng. Dieter Ondratschek,
Fraunhofer IPA, Stuttgart,
Abteilungsleitung lackiertechnik,
Tel. 0711/970-1759,
e-mail : [email protected]
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