Was ist Pulverbeschichtung?
Verfahren, Ablauf und Einsatzbereiche der industriellen Pulverbeschichtung.
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Kurz beantwortet
Die Pulverbeschichtung ist ein industrielles Lackierverfahren, bei dem ein pulverförmiger Lack elektrostatisch auf ein elektrisch leitfähiges und hitzebeständiges Bauteil aufgetragen und anschließend im Ofen eingebrannt wird. Anders als beim Nasslackieren kommt das Verfahren vollständig ohne Lösemittel aus. Typisch sind Objekttemperaturen zwischen 160 und 200 Grad Celsius bei einer Haltezeit von 15 bis 45 Minuten.
Definition
Die Pulverbeschichtung ist ein industrielles Lackierverfahren, bei dem ein elektrisch leitfähiges und hitzebeständiges Bauteil mit einem pulverförmigen Lack beschichtet wird. Der Pulverlack haftet zunächst allein durch elektrostatische Aufladung auf dem Bauteil. Erst im Einbrennofen schmilzt er auf und vernetzt zu einer geschlossenen Lackschicht.
Im Gegensatz zum klassischen Nasslackieren kommt die Pulverbeschichtung komplett ohne Lösemittel aus. Das macht das Verfahren umweltfreundlicher und die entstehende Schicht besonders widerstandsfähig.
Wie das Verfahren funktioniert
Der Pulverlack wird in der Beschichtungskabine über Pulverpistolen aufgetragen. Üblich sind Corona- und Tribo-Systeme, die das Pulver oder die Corona (=Luftwolke) elektrostatisch aufladen. Das geerdete Werkstück zieht die geladenen Partikel an, sodass sich auch Kanten und Rückseiten belegen.
Die Kabine wird permanent abgesaugt. Der so erzeugte Luftstrom nach innen verhindert, dass Pulverstaub in die Produktionshalle gelangt. Die pulverhaltige Abluft läuft über Zyklon und Patronenfilter, wird gereinigt und in den Raum zurückgeführt. Das nicht anhaftende Pulver, der sogenannte Overspray, wird dabei abgeschieden und bei Anlagen mit Pulverrückgewinnung gesiebt und erneut eingesetzt.
Im Einbrennofen wird das Pulver anschließend geschmolzen und vernetzt. Entscheidend für das Ergebnis sind nicht die Ofentemperatur, sondern die Objekttemperatur am Bauteil und die Haltezeit nach deren Erreichen. Typisch sind 15 bis 45 Minuten bei Objekttemperaturen zwischen 160 und 200 Grad Celsius.
Ablauf in der Anlage
In der Serienfertigung ist die Pulverbeschichtung immer Teil einer Prozesskette. Die einzelnen Schritte sind über die Fördertechnik miteinander verbunden.
- VorbehandlungReinigen, Entfetten und je nach Anforderung Aufbringen einer Konversionsschicht. Dieser Schritt ist die Grundvoraussetzung für die Haftung der späteren Schicht.
- HaftwassertrocknungNach einer nasschemischen Vorbehandlung wird das Restwasser vollständig vom Bauteil entfernt, bevor beschichtet wird.
- PulverauftragElektrostatischer Auftrag in der Kabine, manuell oder automatisiert, mit Absaugung und optionaler Pulverrückgewinnung.
- EinbrennenIm Umluftofen schmilzt das Pulver auf und vernetzt zur endgültigen Schicht. Maßgeblich sind Objekttemperatur und Haltezeit.
- Abkühlen und KontrolleNach dem Ofen kühlen die Bauteile kontrolliert ab. Danach folgt die Sicht- und Schichtprüfung.
Arten von Pulverlacken
Welcher Pulverlack eingesetzt wird, hängt von der Belastung des Bauteils und dem Einsatzort ab.
| Pulverlack | Eigenschaften | Typischer Einsatz |
|---|---|---|
| Polyester | Gute Witterungs- und UV-Beständigkeit | Bauteile im Außenbereich |
| Epoxid | Hohe Chemikalienbeständigkeit und guter Korrosionsschutz, nicht UV-stabil | Innenanwendungen, Grundierungen |
| Polyurethan | Gute Oberflächengüte und mechanische Beständigkeit | Sichtbauteile mit hoher optischer Anforderung |
Voraussetzungen am Bauteil
Pulverbeschichten lässt sich ein Bauteil nur dann, wenn es zwei Bedingungen erfüllt. Es muss elektrisch leitfähig sein, damit sich das Pulver elektrostatisch anlagern kann, und es muss die Einbrenntemperatur unbeschadet überstehen.
Damit scheiden temperaturempfindliche Werkstoffe und nicht leitfähige Materialien aus. Für diese Bauteile ist die Nasslackierung das passende Verfahren.
Benötigte Anlagentechnik
Eine Pulverbeschichtungsanlage besteht im Kern aus Kabine mit Applikationstechnik, Einbrennofen und Fördertechnik. Ergänzt wird sie in der Regel um eine Vorbehandlung und die zugehörige Lufttechnik.
Heimer plant, fertigt und montiert diese Komponenten am Standort Bielefeld, einschließlich Steuerungsbau. Dadurch sind Vorbehandlung, Beschichtung, Trocknung und Lufttechnik von Anfang an aufeinander abgestimmt.
Häufige Fragen
Welche Bauteile können pulverbeschichtet werden?
Geeignet sind elektrisch leitfähige und hitzebeständige Bauteile, in der Praxis überwiegend Teile aus Stahl, verzinktem Stahl und Aluminium. Nicht leitfähige oder temperaturempfindliche Werkstoffe lassen sich nicht pulverbeschichten.
Bei welcher Temperatur wird Pulverlack eingebrannt?
Üblich sind Objekttemperaturen zwischen 160 und 200 Grad Celsius. Entscheidend ist nicht die Ofentemperatur, sondern die am Bauteil erreichte Temperatur sowie die Haltezeit von typischerweise 15 bis 45 Minuten.
Was passiert mit dem Pulver, das nicht haftet?
Das nicht anhaftende Pulver, der Overspray, wird über die Kabinenabsaugung erfasst und in der Filtertechnik abgeschieden. In Anlagen mit Pulverrückgewinnung wird es gesiebt und erneut eingesetzt.
Warum ist die Vorbehandlung so entscheidend?
Verunreinigungen und Oxide auf der Oberfläche verschlechtern die Haftung und damit Korrosionsschutz und Oberflächengüte. Auch die beste Pulverbeschichtung versagt vorzeitig, wenn der Untergrund nicht sauber vorbereitet wurde.
Ist Pulverbeschichtung umweltfreundlicher als Nasslack?
Das Verfahren arbeitet ohne Lösemittel, und der Overspray ist bei entsprechender Anlagentechnik rückführbar. Dem steht der Energiebedarf des Einbrennofens gegenüber, der sich über eine energieeffiziente Auslegung und Wärmerückgewinnung deutlich senken lässt.