5 Sprühsysteme: Vorteile und Unterschiede

Verstehen der Unterschiede zwischen den verschiedenen Farbspritztechniken für die Lackierautomation

Es gibt es viele unterschiedliche technische Verfahren zur Automatisierung von Finishing-Prozessen für Farbspritzsysteme. Bei der Auswahl der geeigneten Technologie müssen Sie die gewünschte Oberflächenqualität, den Auftragswirkungsgrad, die Applikationsgeschwindigkeit, die Art des verwendeten Beschichtungsstoffes sowie die Art und Geometrie des zu beschichtenden Gegenstands berücksichtigen. Um die beste Wahl treffen zu können, ist Wissen über die Vorteile der einzelnen Verfahren sowie über die Unterschiede zwischen ihnen von Nutzen.

Druckluftspritzen

Beim Druckluftspritzen wird ein unter niedrigem Druck stehender Flüssigkeitsstrom an der Luftkappe mit Druckluft gemischt, um das Material in einer kontrollierten Art und Weise zu zerstäuben. Dieses Verfahren wird für den Auftrag von Flüssigkeiten mit niedriger bis mittlerer Viskosität für Produkte eingesetzt, die eine hohe Qualität der Klasse A oder eine dekorative Oberfläche erfordern. Aufgrund sich verändernder Anforderungen durch Umweltauflagen wurden verschiedene Druckluftspritzverfahren entwickelt: 

  • Konventionelles Hochdruck-Druckluftspritzen ist die herkömmliche Form des Druckluftspritzverfahrens und bietet die beste Oberflächenqualität und die höchsten Produktionsgeschwindigkeiten. Für die Erreichung dieser Vorteile wird eine Menge Druckluft verwendet, was einen niedrigen Auftragswirkungsgrad ergibt.
  • HVLP (High Volume, Low Pressure)  bedeutet hohes Luftvolumen mit geringem Druck und wurde für Bereiche entwickelt, für die strenge Umweltschutzvorschriften (z. B. EPA-Vorschriften) gelten. Um die Vorschrift zu erfüllen, wird der Luftdruck auf 10 PSI (0,69 bar) an der Luftkappe begrenzt. Das Ergebnis ist ein Spritzbild, das mit geringer Geschwindigkeit aufgetragen wird, eine gute Oberflächenqualität und einen höheren Auftragswirkungsgrad als beim konventionellen Verfahren ergibt.
  • LVMP (Low Volume, Medium Pressure) bedeutet niedriges Luftvolumen mit mittlerem Druck und wurde für die Erfüllung Europäischer Normen entwickelt. Laut den Anforderungen darf der Luftdruck am Lufteinlass 29 PSI (2 bar) nicht überschreiten. Dies ermöglicht eine Luftkappengestaltung, die eine hohe Finish-Qualität bei gleichzeitiger Erreichung des gleichen oder eines besseren Auftragswirkungsgrades als bei HVLP bietet.

Druckluft-Zerstäubung mit hoher Luftgeschwindigkeit
(1) Flüssigkeitsleitung     (2) Druckluft     (3) Flüssigkeit     (4) Oberfläche

Airless-Spritzen

Airless-Spritzen nutzt eine Hochdruck-Flüssigkeitszufuhr für die Zerstäubung ohne Druckluftnutzung, d. h. nur durch Flüssigkeitsdruck. Dieses Verfahren wird für Flüssigkeiten mit mittlerer bis hoher Viskosität verwendet und liefert eine geringere Oberflächenqualität, ist aber ideal für hohe Geschwindigkeit und hohen Auftragswirkungsgrad.

Die Zerstäubung beim Airless-Spritzen wird durch Hydraulikkraft erzeugt, die das Material durch eine Öffnung drückt. Wenn die Flüssigkeit die Düse verlässt, bricht Reibung zwischen dem Flüssigkeitsstrom und der Atmosphäre den Strom in kleine Partikel auf. Der Materialdurchflussrate wird durch die Düsengröße und den Druck bestimmt. Für die Erzeugung eines vollständigen Musters wird hoher Druck genutzt, d. h. je höher die Materialviskosität, umso mehr Druck ist erforderlich.

Airless-Zerstäubung mit druckbeaufschlagter Flüssigkeit 
(1) Flüssigkeitsleitung     (2) Flüssigkeit     (3) Oberfläche

Luftunterstütztes Airless-Spritzen

Das luftunterstützte Airless-Spritzverfahren nutzt einen mittleren bis hohen Flüssigkeitsförderdruck für die Zerstäubung und Druckluft an der Kappe für die Mustersteuerung. Es wird für das Spritzen von Flüssigkeiten mit mittlerer bis hoher Viskosität verwendet und sorgt für eine Oberflächenqualität, die besser als beim Airless-Spritzen, aber nicht so gut wie beim Druckluftspritzen ist.

Beim luftunterstützten Airless-Spritzen wird die Zerstäubung durch hydraulische Kraft erreicht, die geringer als beim Airless-Spritzen ist, sodass die Zerstäubung in der Mitte des Musters erfolgt. Für die Steuerung der Mustergröße und der Flüssigkeitsdurchflussmenge wird eine Flüssigkeitsdüse verwendet. Danach wird Luft für die Ausfüllung des Musters zugeführt. Für die Komplettierung des Spritzmusters und die Beseitigung von Musterdefekten, auch als „Randstreifen“ bekannt, wird eine Luftkappe verwendet.

Das luftunterstützte Airless-Spritzverfahren löst viele Probleme, die durch die Verwendung hochviskoser Beschichtungsstoffe mit hohem Feststoffanteil entstehen, sowie mit Erwärmung und Verwendung höherer Flüssigkeitsdrücke zur Unterstützung der Zerstäubung von hochviskosen Materialien verbunden sind. Viele wasserbasierte Beschichtungsstoffe erfordern den höheren Flüssigkeitsdruck des luftunterstützten Airless-Spritzverfahrens. Der geringere Druck und die Luftunterstützung erzeugen eine feinere Zerstäubung für eine bessere Oberflächenqualität als beim reinen Airless-Verfahren.

Luftunterstütztes Airless-Spritzen – eine Kombination aus Airless- und Druckluftspritzen
(1) Flüssigkeitsleitung     (2) Druckluft     (3) Flüssigkeit     (4) Oberfläche

Elektrostatisches Spritzen

Elektrostatische Sprühsysteme laden die Lackpartikel elektrostatisch auf, wenn sie eine Elektrode passieren oder mit ihr in Kontakt kommen, um einen höheren Auftragswirkungsgrad zu erreichen. Dieses Verfahren basiert auf der Anziehung von entgegengesetzten elektrischen Ladungen.  Das Beschichtungsmaterial wird elektrostatisch aufgeladen, wenn es ein elektrostatisches Feld passiert, das zwischen der Elektrode an der Vorderseite der Spritzpistole und einem geerdeten Gegenstand erzeugt wird. Die geladenen Materialpartikel werden vom geerdeten (neutralen) Gegenstand angezogen und bilden eine einheitliche Beschichtung. Das geladene Material greift selbst um den Gegenstand herum (sogenannter Umgriff-Effekt), wodurch sich die beschichtete Oberfläche vergrößert. Wegen dieses Umgriff-Effekts eignen sich elektrostatische Auftragssysteme besonders für die Beschichtung von röhrenförmigen Produkten.

  • Elektrostatisches Spritzen mit Luftzerstäubung nutzt einen mit niedrigem Druck beaufschlagten Flüssigkeitsstrom, der an der Luftkappe mit Druckluft vermischt wird, um den Beschichtungsstoff in einer kontrollierten Art und Weise zu zerstäuben. Dieses Verfahren wird für den Auftrag von Flüssigkeiten mit niedriger bis mittlerer Viskosität für Produkte eingesetzt, die eine hohe Qualität der Klasse A oder eine dekorative Oberfläche erfordern.
  • Das luftunterstützte, elektrostatische Airless-Spritzverfahren nutzt einen hohen Flüssigkeitsförderdruck für die Zerstäubung und Druckluft an der Kappe für die Mustersteuerung. Das luftunterstützte, elektrostatische Airless-Spritzverfahren löst viele Probleme, die durch die Verwendung hochviskoser Beschichtungsstoffe mit hohem Feststoffanteil entstehen, sowie mit Erwärmung und Verwendung höherer Flüssigkeitsdrücke zur Unterstützung der Zerstäubung von hochviskosen Materialien verbunden sind.

Elektrostatisches Spritzen: geladene Partikel werden vom geerdeten Gegenstand angezogen 
(1) Flüssigkeitsleitung     (2) Hohe Gleichspannung an der Flüssigkeit     (3) Geladene Flüssigkeit     (4) Geerdete Oberfläche

Elektrostatisches Spritzen mit Rotationszerstäubung

Elektrostatisches Spritzen mit Rotationszerstäubung oder Zentrifugalspritzen ist eine andere Form des Luftspritzens. Sie nutzt eine elektrostatisch aufgeladene Zerstäuberglockenschale, die mit hoher Drehzahl rotiert, sodass der Lack der Zentrifugalkraft ausgesetzt wird. Der Lack strömt entlang der Zerstäuberglockenoberfläche und bei Erreichung der Kante wird dieser Lackstrom durch hohe Zentrifugalkräfte in eine feine Wolke von Flüssigkeitspartikeln aufgebrochen. Die Lacktröpfchen tragen die elektrostatische Ladung von der Glocke und werden durch die Formluft, die aus der Luftkappe kommt, gerichtet oder geformt. Die geladenen Tröpfchen sind feiner und gleichmäßiger als bei anderen Zerstäubungsmethoden, was zu einem besseren Auftragswirkungsgrad und einer höheren Oberflächenqualität führt.

Elektrostatisches Spritzen mit Rotationszerstäubung oder Zentrifugalspritzen 
(1) Flüssigkeitsleitung     (2) Schnell rotierende Scheibe     (3) Geladene Flüssigkeit     (4) Geerdete Oberfläche


Haben Sie Fragen?

Haben Sie Fragen zur Oberflächenbeschichtung? Möchten Sie ein Demo ansehen oder benötigen Sie weitere Informationen?

Wenden Sie sich an uns

 

Ever wonder how changing your applicator technology can save you money and material?

MIT EINEM EXPERTEN REDEN