Elektrostatische Pulverbeschichtung
Das ist elektrostatische Pulverbeschichtung von leitfähigen Werkstoffen
Die elektrostatische Pulverbeschichtung ist eine Technologie, die seit den späten 60er Jahren in Deutschland Einzug hielt und seither aus der Beschichtungsindustrie nicht mehr wegzudenken ist. Die elektrostatische Pulverbeschichtung basiert auf dem Prinzip der tribostatischen oder elektrostatischen Aufladung von Pulverteilchen und einem geerdeten Werkstück, das die Pulverteilchen anzieht.
Dieser Artikel erklärt das Prinzip elektrostatische Pulverbeschichtung sowie die Vorzüge der VOC-freien Pulverbeschichtung Werkstücken für Umwelt und Wirtschaftlichkeit.
Pulverbeschichtung Verfahren – Übersicht
Die elektrostatische Pulverbeschichtung ist ein gegenüber Flüssiglacken umweltverträgliches und weniger langwierges Verfahren, um einem Werkstück eine optisch attraktive und zugleich robuste Oberflächenqualität zu verleihen. Die Schritte zur Pulverbeschichtung umfassen das Auftragen von speziell formuliertem Pulverlack auf ein leitfähiges Substrat und die anschließende Vernetzung sowie Aushärtung des Pulverlacks in einem Ofen zu einem geschlossenen Lackfilm.
Voraussetzung zur Pulverbeschichtung: temperaturbeständiges, leitfähiges Substrat
Am Anfang steht das Substrat – der Werkstoff, der durch Pulverbeschichtung veredelt werden soll. Der Werkstoff muss zunächst elektrisch leitfähig sein und geerdet werden, damit die geladenen Pulverlackteilchen entlang der Feldlinien vom Werkstoff angezogen werden können. Klassischerweise handelt es sich beim Substrat daher um Metalle – Stahl, verzinkter Stahl, Aluminium, Edelstahl. Bevor die Bepulverung beginnen kann, muss das zu beschichtende Objekt durch entsprechende Vorbehandlungen sauber, trocken und fettfrei sein. Je nach Anwendung muss auch die Oberflächenstruktur besondere Anforderungen erfüllen. Durch die spätere Aushärtung des Pulverlacks im Ofen muss der Werkstoff zudem Temperaturen bis 200 °C standhalten.
Zweiter Schritt Pulverlack und Sprühvorgang
Automatisierte Pulverbeschichtung sorgt für eine gleichmäßige Beschichtungsqualität.
Bildquelle: Euro Quality Coatings [CC BY-SA 3.0 oder GFDL], Wikimedia Commons
Der organische Pulverlack besteht aus Bindemittel, Härter sowie Füllmitteln, Additiven und natürlich Pigmenten, sodass Farbe in den Pulverlack gelangt. Pulverbeschichtung ist frei von Lösungsmitteln. Pulverlacke können zudem entsprechend der Anwendung formuliert werden, etwa durch Funktionen, wie Graffiti- und Schmutzabwehr oder elektrostatische Ableitung. Gängig sind Pulverlacke in RAL-Farben, aber auch die Optik kann gesteigert werden, indem man während der Lackproduktion Effektpigmente hinzufügt.
Sprühpistole:
Die elektrostatische Pulverbeschichtung sieht ein Sprühorgan vor, welches durch Hochspannung bis zu 100 kV ein elektrostatisches Feld erzeugt zwischen Objekt und Pistole. Das Werkstück ist geerdet. Die durch die Hochspannung elektrostatisch geladenen Pulverteilchen legen sich durch elektromagnetische Feldkräfte und einen gerichteten Luftstrom auf dem Werkstück ab und bleiben dort haften. Durch die Anziehungskraft elektrostatische Anziehungskraft landen Pulverpartikel auch auf der Rückseite. Die Bepulverung erfolgt entweder in einer automatisierten Anlage oder händisch in der Beschichtungskabine. Die zwei Pistolenkonzepte sind Korona und Tribo. Tribo-Pistolen laden das Pulver mittels Reibung auf; zu erkennen an der längeren Lanze als Corona-Pistolen.
Vernetzen und aushärten im Ofen
Nach anschließendem Transport des Werkstücks in den Einbrennofen – Infrarotofen, Konvektionsofen oder UV-Ofen – beginnt die thermische Verschmelzung der Pulverteilchen. Das Pulver verbindet sich bei ca. 150 bis 200 °C für rund 20 Minuten zu einem gleichmäßig geschlossenen Lackfilm mit kunststoffartiger Oberflächenqualität. Danach kann man das beschichtete Objekt direkt verpacken, transportieren und weiterverarbeiten.
Elektrostatische Pulverbeschichtung als umweltfreundliche Alternative zu Nasslack
Pulverbeschichtete Teile aus Metall besitzen nach erfolgreicher Vernetzung und Aushärtung der Beschichtung eine Schichtdicke von durchschnittlich 60 bi 80 µm. Nasslack ist hingegen nur 20 bis 30 µm stark und beinhaltet den Auftrag in mehreren Schichten und Arbeitsgängen sowie das Zwischenschleifen. Elektrostatische Pulverbeschichtung zeichnet sich nicht nur durch den zeitsparenden Aufbau einer hohen Schichtdicke in einem Arbeitsgang aus, sondern kommt mit den folgenden wesentlichen Vorzügen hinsichtlich Umwelt, Wirtschaftlichkeit und Oberflächenqualität:
Vorteile des elektrostatischen Verfahrens mit Pulverlack
- Pulverlack ist lösungsmittelfrei
- geruchsneutrale Applikation per Einschicht-Auftrag
- keine Gesundheitsgefährdung durch hohen Feststoffanteil
- keine Nasen- und Tropfenbildung
- Hinterschneidungen werden erreicht
- nahezu 100%ige Rückgewinnung des Overspray
- sofortige Weiterverarbeitung nach Aushärtung möglich
- sehr wirtschaftlich für Serienfertigung
Vorteile der pulverbeschichteten Oberfläche
- guter Korrosionsschutz
- hohe mechanische Belastbarkeit der Oberfläche
- gute Witterungsbeständigkeit
- Elektroisolierende Eigenschaften möglich
- hohe Chemikalienbeständigkeit möglich
- Anti-Graffiti-Schuutz möglich
- antimikrobielle Wirkung möglich
- vielfältige Farbtonauswahl (RAL etc.) Strukturen, Glanzgrade
- gute Kantenabdeckung
Eine Umstellung der Lackieranlage von Flüssiglackierung auf eine automatisierte elektrostatische Pulverbeschichtung lässt sich in der Regel für Firmen ohne allzu hohen Investitionsaufwand bewerkstelligen. Unsere Experten beraten Sie gern über konkrete Möglichkeiten. Sind Sie an weiterführenden Themen zu Pulverlack-Musterblechen, den branchenspezifischen Anwendungen von Pulverbeschichtung, in Automobilindustrie, Haushaltsgeräte, oder den Möglichkeiten für die Möbelfertigung, interessiert, klicken Sie sich durch. Hinterlassen Sie gerne eine konkrete Anfrage zu Ihrem Pulverbeschichtungsprojekt mittels unten stehendem Button. Wir freuen uns auf Sie!
