Widerstandsfähigkeit durch hochwertige Beschichtung

 

Korrosionsschutz durch Pulverbeschichtung bei elcal-system

Die Pulverbeschichtung verbindet für Blechteile aller Art optimalen Korrosionsschutz in einem umweltfreundlichen Verfahren mit hochwertiger Optik. Sie ist ein optimales Verfahren für das Oberflächenfinish auf allen Werkstücken aus Aluminium, Magnesium, Stahllegierungen und Gussteilen.

 

Widerstandsfähigkeit durch hochwertige Beschichtung bei elcal-system

Pulverbeschichtete Teile zeichnen sich besonders durch eine hohe Beständigkeit gegen Kratzer und mechanische Beanspruchung aus. Dabei bleiben sie elastisch und biegefähig. 
Um einen hohen Qualitätsstandard sicherzustellen werden diese und weitere Eigenschaften bei jeder Charge in unserem Labor geprüft.

 

Wichtige Eigenschaften des Pulverbeschichtungsverfahrens bei elcal-system:

  • umweltfreundliches Verfahren 
  • Lösemittel-, Chrom-VI-, Cadmium-, und Quecksilberfrei 
  • auf Material und Zweck abstimmbarer Korrosionsschutz 
  • hochwertige Optik 
  • hochwertige multimetallfähige Vorbehandlung 
  • widerstandsfähige Beschichtungspulver 
  • Teile bis zu 3.000 x 1.800 x 1.000 mm 
  • Beschichtung von Stahl, Edelstahl, verzinktem Stahl, Aluminium. 
  • schneller Farbwechsel 
  • hohe Flexibilität 
  • zertifiziertes Qualitätsmanagement 
  • Qualitätsüberwachung nach QIB 

++ Oberflächentechnik: Wissen ++ Technoligien ++ Hintergrund ++

Pulverbeschichtung: Schutz vor Korrosion und Verrottung

Die Pulverbeschichtung ist eine industrielle Beschichtung, die nach dem heutigen Stand der Technik werkseitig vor der Montage aufgebracht wird. Die Vorbereitung und Vorbehandlung der Substratoberfläche hat unmittelbar vor dem Beschichtungsvorgang zu erfolgen. Die Auswahl des Verfahrens richtet sich nach der zu erwartenden Korrosionsbelastung und der geforderten Schutzdauer.


Die Verarbeitung des Pulver-Beschichtungsstoffes erfolgt in einer Hand- oder Automatikanlage mit verschiedenen Sprühverfahren. Hierbei ist der Verarbeitung mittels elektrostatischem oder tribostatischem Auftrag durch Sprühen aufgrund der besseren Schichtdickenkontrolle der Vorzug zu geben. Unmittelbar nach der Beschichtung hat die Aushärtung des Pulver-Beschichtungsstoffes zu erfolgen. Dies wird in der Regel in einem Einbrennofen bei Temperaturen von 150°C bis 220°C nach den vom Hersteller vorgegebenen Einbrennbedingungen durchgeführt. Die Aushärtung geschieht durch thermochemische Vernetzung.


Aufgrund der enormen Vorteile bei Oberflächenschutz, Haltbarkeit und Umweltschutz ist die Beschichtung heute erste Wahl in der industriellen Oberflächenveredlung. Hierbei hat die Metallbeschichtung einen Marktanteil von 35 Prozent, gefolgt von der sogenannten Weißen Ware (den Haushaltsgeräten) mit 21 Prozent.

Fassadenbeschichtungen, Möbellackierungen und Automobillackierungen werden ebenfalls mit diesem Verfahren durchgeführt. Auch ganze Automobile - wie etwa der Smart - werden heutzutage pulverbeschichtet. Durch die genaue Abstimmung der Pulverrezepturen werden optimale Eigenschaften in Bezug auf Korrosionsschutz, UV- und Witterungsbeständigkeit erzielt. Typische Untergründe für die Pulverlackierung sind Stahl, verzinkter Stahl, Aluminium, Stahlguss, Magnesiumguss und Aluminiumguss.

Die Pulverbeschichtungsanlage

Eine Pulverbeschichtungs-Anlage besteht normalerweise nur aus vier Teilen:

  1. Oberflächenvorbehandlung (Reinigung und/oder Aufbringen einer Konversionsschicht)
  2. Zwischentrocknung
  3. Elektrostatische Beschichtungszone
  4. Trockner

 

Der Arbeitsablauf in einer Pulverbeschichtungsanlage bei elcal-system:


Vorbehandlung

Im ersten Schritt werden die Teile gereinigt, entfettet und mit einer oder mehreren Konversionsschichten zur besseren Abstimmung zwischen Untergrund und Lack versehen. Die Konversionsschicht gewährleistet einen temporären Rostschutz, erhöht gleichzeitig die Haftung des Beschichtungspulvers und verhindert das Auftreten von Kratzern im Lackfilm. Die Firma elcal-system verwendet bei der Vorbehandlung ein nanokeramisches Verfahren zur Erzeugung einer Konversionsschicht. Hierbei muss, anders als bei der Chromatierung, kein Chrom-IV verwendet werden. Ein weiterer Vorteil der Nanokeramik ist, dass sie bei allen Metallen eingesetzt werden kann, während Chromatieren nur auf Aluminium möglich ist. Auch bei den meisten anderen Verfahren ist die Auswahl abhängig vom zu behandelnden Metall, wie etwa bei der Eisenphosphatierung. Chromatierung und Eisenphosphatierung werden wegen der zunehmend strengeren, gesetzlichen Auflagen immer weniger angewendet.

Zwischentrocknung

Nach der Vorbehandlung werden die Werkstücke erneut gespült und für die Behandlung in der elektrostatischen Beschichtungszone getrocknet. Das gründliche Entfetten und Spülen der Werkstücke mit vollentsalztem Wasser ist eine wichtige Grundlage für eine einwandfreie Haftung der Lackschicht.​


Elektrostatische Beschichtungszone

Im nächsten Schritt wird dann das Beschichtungspulver auf die Teile aufgetragen. Diesen Vorgang nennt man auch Applikation und er geschieht mittels elektrostatischer Aufladung des Pulvers. Hierbei wird je nach Anwendungsfall Epoxy-, Epoxy-Polyester- oder Polyesterpulver verwendet. Das elektrisch geladene Pulver wird in einer Pulverwolke auf die Werkstückoberfläche gesprüht. Dort schlägt sich die Wolke nieder und haftet elektrostatisch an. Es entsteht eine gleichmäßige Pulverlackschicht. Für die Aufladung der Pulverlacke gibt es verschiedene Möglichkeiten:

Triboelektrische Aufladung 

Bei dieser Methode geschieht das elektrostatische Aufladen der Pulverpartikel durch die Reibung der Partikel an der entsprechend ausgestalteten Wandung der Lackierpistole. Dabei werden Elektronen von den Pulverpartikeln gelöst. Das Verfahren kommt mit relativ einfacher Technik aus.

Ionisierungsaufladung (Corona-Applikation) 

Hierbei wird die elektrostatische Aufladung durch Vorbeiführung der Pulverlackpartikel mittels Luftstrom an einer Elektrode mit einer Spannung von 30 bis 100 kV erreicht. Die umgebende Luft wird ionisiert und die typisch blauweiße Lichterscheinung - die Corona - entsteht an der Elektrodenspitze.

Die wesentlichen Vorteile der Triboelektrischen Aufladung sind die gute Applizierbarkeit mehrerer Schichten und die tendenziell bessere Schichtdickenverteilung. Allerdings ist diese Methode nicht für Effektlacke geeignet.
Bei der Ionisierungsaufladung (Corona-Applikation) liegen die Vorteile im geringeren Verschleiß der Lackierpistole, dem niedrigen Luftverbraucht und den universellen Einsatzmöglichkeiten wozu auch der Effektlack zählt.
Die Schichtbildung auf den Werkstücken erfolgt bis zu dem Zeitpunkt an dem die Pulverteilchen durch die Schwerkraft aus dem elektrischen Feld fallen. Danach sind keine weitere Beschichtung und kein Pulverauftrag mehr möglich. Bei handelsüblichen Pulverlacken liegt die Schichtdicke bei etwa 40-150 µm. Zu beachten ist aber, dass die Schichtdicke an den Kanten meist höher ist, was gut für den Korrosionsschutz ist. Jedoch kann dieser sogenannte Bildrahmeneffekt zu einem Problem bei der Passgenauigkeit der beschichteten Werkstücke werden. Wir beraten Sie diesbezüglich gerne.

 

Trockner

Das Vernetzen, also das Einbrennen des Pulverlackes beginnt im Trockner. Die Viskosität des Systems nimmt nicht ab, sondern erhöht sich ja nach Fortschritt des Vernetzungsprozesses wieder. Der beste Verlauf wird erzielt, wenn das Viskositätsminimum schnell erreicht wird. Die Oberfläche des Lackes wird dadurch glatter. Die Einbrenntemperaturen für diesen Vorgang liegen theoretisch zwischen 110 und 250 Grad Celsius. Die Haltezeit beträgt 5 bis 30 Minuten und hängt im Wesentlichen von der Dicke des Substrates und des verwendeten Pulvers ab. Die Einstellung des Einbrennofens muss genauestens justiert werden und gerätespezifische Gegebenheiten sind zu berücksichtigen.


Im Durchlauftrockner werden die Werkstücke getrocknet. Die Aufheizung erfolgt durch Konvektion, das bedeutet durch Energieübertragung in einen Warmluftstrom, der am Werkstück abkühlt und dieses so erwärmt. Der Pulverlack wird mit Antioxidantien stabilisiert, da Stickoxide aus dem Heizgas mit Bestandteilen des Pulverlackes reagieren können, was zu einer intensiven Vergilbung führen kann. 
Die Wärmeübertragung im Trockner kann auch mittels Infrarotstrahlung erfolgen. Die Energieübertragung ist bei dieser Methode besser zu steuern, die Anlage ist schneller betriebsbereit und ermöglicht eine deutliche Platzersparnis.

Nanotechnologie

Die Nanotechnologie hat längst auch in der Pulverbeschichtung Einzug gehalten. Zahlreiche Tests in der Vergangenheit haben ergeben, dass die übliche Eisenphosphatierung nicht mehr allen Anforderungen einer modernen Oberflächenbehandlung gerecht werden kann. Die nanokeramische Vorbehandlung wird den gestiegenen Erfordernissen der Industrie gerecht und verbindet Umweltverträglichkeit und wirtschaftliche Effizienz mit erhöhter Leistungsfähigkeit bei Haftung und Korrosionsschutz. Die Verbindung der Ionen zu einer nanodünnen Schicht auf dem Metall führt zu einer besonders guten Lackanhaftung beim späteren Auftragen der Pulverlacke. Die so entstandene Schicht ist nicht nur extrem dünn und fest, sondern auch besonders beständig gegen Korrosion.

Passivierung

Passivierungen sind Prozesse bei denen Metalloberflächen durch nichtmetallische Schutzschichten wiederstandfähiger und damit beständiger gegen Korrosion gemacht werden. Die entstandene Passivierungsschicht entsteht im nanodünnen Bereich und versiegelt die Poren dauerhaft. Fremdstoffe können nicht anhaften und die Oberflächeneigenschaften bleiben erhalten. Die oben genannte nanokeramische Behandlung ist eine Möglichkeit der Passivierung.

Pulverlacke für die Oberflächenbeschichtung

Pulverlacke sind lösemittelfreie Beschichtungsstoffe, zusammengesetzt aus unterschiedlichen Kunstharzsystemen, Pigmenten sowie speziellen Zusatzstoffen für hochwertige industrielle Oberflächenveredelungen. Die Ausgangsmaterialien für Pulverlacke werden in einem dreistufigen Produktionsverfahren - Vormischung, Extrusion und Mahlung - zu einem feinen Lackpulver verarbeitet. Variable Schichtdicken, optimale Farbkonsistenz und einfacher Farbwechsel sind große Vorteile des Pulverbeschichtungsverfahrens.

Pulverlacke bieten eine Materialausbeute von bis zu 99 Prozent. Herstellung und Verarbeitung sind sehr umweltschonend. Neueste Entwicklungen sind energieeffiziente Pulverlacke, die eine Reduzierung der Einbrenntemperatur bei vergleichbarem Korrosionsschutz ermöglichen und damit eine Energie- und Kostenersparnis.

Beschichtungssysteme

Beschichtungssysteme bestehen in der Regel aus einer oder mehreren Grundbeschichtungen und einer Deckbeschichtung. Einschicht-Beschichtungen gelten normgemäß auch als Korrosionsschutzsysteme. In diesen Beschichtungen sind die Funktionen von Grund- und Deckbeschichtung vereint.

Die Anzahl und die Schichtdicke von Zwischenschichten richten sich nach den Anforderungen an das fertige Objekt. Je nach der zu erwartenden Schutzdauer und der Korrosionsintensivität werden bei den Beschichtungssystemen unterschiedliche Bindemittel verwendet. Die Auswahl des richtigen Beschichtungssystems und eine gründliche Planung und Analyse des zu beschichtenden Werkstückes und seines Einsatzgebietes, bilden die Grundlage eines optimalen Korrosionsschutzes. Insbesondere die optimale Abstimmung geeigneter Bindemittel aus einer Vielzahl von Möglichkeiten innerhalb der Bindemittelklassen und die Pigmentzusammensetzung der Pulverlacke stellen besondere Ansprüche an die Farbenhersteller dar. Nur optimal formulierte Beschichtungsstoffe ergeben am Ende Beschichtungen mit guter Haftfestigkeit und der benötigten Korrosionsschutzdauer.
Die Auswahl der geeigneten Beschichtungsstoffe muss anhand der Anforderungen mit dem Pulverhersteller getroffen werden.

Eine perfekt abgestimmte Pulverbeschichtung eröffnet unbegrenzte Möglichkeiten

Pulverbeschichtungen ermöglichen eine schier unbegrenzte Auswahl in der Farbgebung mit unzähligen Variationen des Farbtons. Sie bieten ein vielfältiges Spektrum an Glanzgraden von hochglänzend über seidenmatt bis matt. Effektlacke können mit unterschiedlichen Metallic-, Perlglimmer- und Strukturpulvern umgesetzt werden.

Pulverbeschichtungen sind ein absolut lösungsmittelfreies und ressourcenschonendes Beschichtungsverfahren. Eine Materialausnutzung von mehr als 98 Prozent wird erzielt und macht die Pulverbeschichtung zu einem besonders effektiven Verfahren.