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Optimale Beschichtung von Getrieben für Maschinen mit Eigenantrieb
Die Dosiergeräte ProMix Easy, ProMix 2KS sowie die Spritzpistolen G40 und AirPro von Graco demonstrieren ihre Stärken aktuell im Getriebewerk von Bonfiglioni in Forli (Italien).
Das Produktionstechnikunternehmen Pieffeci S.p.A. mit Sitz in Turin (Italien) ist mit verschiedenen Aufgaben betraut. Dazu zählt unter anderem die Optimierung aller Phasen des Beschichtungsprozesses. Um dieses Ziel zu erreichen, arbeitet Pieffeci eng mit den Lackierereien seiner Kunden zusammen. Einer dieser Kunden ist Bonfiglioli S.p.A. In seinem Werk in Forli (Italien) fertigt das Unternehmen Getriebe für Maschinen mit Eigenantrieb (Rotation von Raupenfahrzeugen und Baggerdrehtürmen), Elektromobilitätsgeräte und Windturbinen.
Zu Bonfigliolis Kunden zählen unter anderem Weltmarktführer in den Bereichen Windenergie und Erdbaumaschinen. Angesichts eines solch illustren Kundenkreises gelten selbstverständlich strengste Beschichtungsspezifikationen. Um diese zu erfüllen, führt Pieffeci gemeinsam mit Bonfiglioli alle entsprechend erforderlichen Labortests durch. Die Qualitäts- und Leistungsanforderungen ziehen neuerdings jedoch stetig weiter an.
Für Pieffeci stellt das zugleich eine Herausforderung und einen Ansporn zu noch besserer Arbeit für Bonfiglioli dar. Durch die Festsetzung einer besonders strengen Konformitätsgrenze und aufgrund der kontinuierlichen strengen Kontrolle der Beschichtungsparameter erreichen die Beschichtungsergebnisse das geforderte Qualitätsniveau. Doch ebenso wichtig ist und bleibt der Einsatz angemessener Dosier-, Misch- und Spritzgeräte – und genau dafür wandte sich Pieffeci Graco an den Graco-Händler AS Divisione Verniciatura aus Bologna.
Schrittweise Überwachung des Beschichtungsprozesses
Die Getriebebeschichtung ist ein komplexer Vorgang. Das liegt nicht nur an Gewicht und Form der Teile, sondern auch daran, dass auf allen Flächen, die besonders verschleiß- und korrosionsgefährdet sind, der gleichmäßige Auftrag der Schutzbeschichtung gewährleistet sein muss. Sobald das zu bearbeitende Material zur Beschichtungsabteilung kommt, wird jedem Produkt ein Strichcode zugewiesen, der die Überwachung der einzelnen Arbeitsschritte ermöglicht. Um die Anzahl der erforderlichen Farbwechselabläufe zu verringern, werden die Bauteile nach der aufzutragenden Farbe sortiert.
Robotergesteuerte Spritzkabinen
Das Beschichtungssystem umfasst vier Spritzkabinen, die durch einen Abdunsttunnel voneinander getrennt sind. Die Beschichtungsdicke bei Getriebebauteilen reicht von 40 bis 400 Mikron in einer bis vier Schichten; nur ein System erfordert das Auftragen einer einzigen Schicht, einer 40 Mikron dicken Grundierung, die man verwendet, wenn das Teil vom Kunden fertiggestellt wird.
Die ersten beiden Kabinen dienen in der Regel dem Auftrag der Grundierung, die übrigen beiden der Applikation des Decklacks. Wenn es zu Produktionsspitzen kommt, kann die dritte Kabine allerdings sowohl für die Grundierung als auch für den Decklack eingesetzt werden. In den ersten drei Kabinen sind Beschichtungsroboter installiert. In der vierten hingegen appliziert der Bediener den Lack manuell, etwa bei kleineren Chargen, bei Prototypen oder zur Nachbearbeitung, wenn das Ergebnis der Sichtkontrolle bei einer Komponente nicht positiv ausgefallen ist.
Dosiersysteme von Graco
Die Lackieranlage von Bonfiglioli ist mit Dosiersystemen von Graco ausgerüstet, die von AS Divisione Verniciatura geliefert wurden. Vor kurzem wurde das ProMix Auto Dosiersystem in der ersten Kabine, das über zehn Jahre lang gute Dienste geleistet hatte, durch ein ProMix 2KS ersetzt. Dieses neuere, leistungsstärkere System gewährleistet noch zuverlässigere Ergebnisse bei bester Qualität und Kapazität.
In Zusammenarbeit mit dem Team von Pieffeci und der Geschäftsleitung von Bonfiglioli nahm AS eine ausführliche Beurteilung der Lackieranlage vor, um neue Möglichkeiten zur Effizienz- und Produktivitätssteigerung zu Tage zu fördern. Nach der Analyse beschloss man, den Mischer, im Gegensatz zur bisherigen Anordnung, in den Kabinen aufzustellen. Dadurch konnten die Leitungslänge und die Menge des in Zirkulation befindlichen katalysierten Produkts verringert und die Raumnutzung optimiert werden.
Die Dosierung der Grundierung wird von zwei ProMix Easy Systemen (der bisherigen 2K-Generation) gesteuert. Eines davon wird für die Standardgrundierung in Hellgrau eingesetzt, das andere für die gelben und schwarzen Grundierungen, die bei bestimmten Spezifikationen gewährleisten sollen, dass die Oberfläche geschützt wird und zugleich die Farbe auf der übrigen Komponentenfläche auch bei Kratzern am Decklack gleich bleibt.
Die ProMix Easy Dosiersysteme wurden auf den manuellen Verarbeitungsprozess ausgelegt. Es wurde aber eine SPS zur Steuerung beider ProMix Easy-Geräte hinzugefügt: Damit können die beiden Geräte als halbautomatische Systeme in begrenztem Rahmen mit den Beschichtungsrobotern interagieren.
Die Vorzüge der automatisierten Applikation
Das Sortiment von Bonfiglioli umfasst 60 Decklacke, von denen allerdings nur 17 regelmäßig im Einsatz sind. Gelagert werden sie im Lackaufbereitungsraum in Behältern, die mit Rührwerk und Pumpe ausgestattet sind. Ihre Steuerung erfolgt durch das ProMix 2KS Dosiersystem, das auch die Härtermengen steuert.
Die Bereitstellung des übrigen Farbsortiments erfolgt durch eine Pumpe, welche die Produkte direkt aus den Lackfässern aufnimmt. Die Viskosität der Lacke sowie Temperatur und Luftfeuchtigkeit der beheizten Kammer im Lackaufbereitungsraum werden kontrolliert. Pieffeci hat auch die Verwaltung der Produktmengen geändert: Man stellte nach Möglichkeit von 30-kg-Fässern auf 200-kg-Fässer um und ließ Hebevorrichtungen für die Fässer installieren – ein bedeutender Schritt, der dem zuständigen Personal die Arbeit erleichterte und zur höheren Sicherheit in der Anlage beitrug.
In der Applikationsphase wird die automatische luftunterstützte G40-Spritzpistole von Graco eingesetzt. Diese besonders leichte Spritzpistole gewährleistet eine überragende Finishqualität mit engem Spritzbild und höchst präziser Positionierung. Die Roboter sind mit je zwei Spritzpistolen ausgestattet; eine davon für das Einkomponentenprodukt, die andere für das Zweikomponentenprodukt mit jeweils 50 % Nutzungsrate. Diese Kombination wurde gewählt, um ständige Reinigungs- und Befüllungsabläufe der Spritzpistolen zu verhindern – eine wichtige Anforderung. Somit stehen stets zwei beladene, einsatzbereite Geräte zur Verfügung.
Die zwei wichtigsten Vorteile der Prozessautomatisierung waren die Lackeinsparungen sowie geringere Farbwechselzeiten. Der Lackverlust konnte um die Hälfte verringert werden und der Farbwechselvorgang dauert nun statt 75 Sekunden nur noch 43 Sekunden. Angesichts der hohen Zahl der täglich erforderlichen Wechsel (ca. 40) sind die Zeit- und Kostenvorteile unbestreitbar.
SCHUTZ DER GETRIEBE
Der nach der Beschichtungsanlage installierte Trockenofen polymerisiert die Getriebeoberflächen für etwa eineinhalb Stunden. Im nachgeschalteten Tunnel werden die Werkstücke vor der Entladung abgekühlt, damit sie sofort an die Verpackung übertragen werden können. Die Lacktemperatur wird kontrolliert, bis sie auf unter 40 °C gesunken ist. Das Getriebe kann dann sicher auf dem Boden des Transportbehälters positioniert werden.
Vor der Entladestation befinden sich eine Bereinigungsstation, an der die Schutzfolien und -bänder, die zum Schutz der Flansche während der Behandlung dienen, entfernt werden, sowie eine automatische Station mit Roboterbetrieb zum Auftragen eines Rostschutzöls, um das Oxidieren der Flansche zu verhindern. Auch zur Automatisierung der Station für den Korrosionsschutzauftrag wurde Graco konsultiert.
Ursprünglich beabsichtigte man den Auftrag von zwei verschiedenen Ölen mit zwei Spritzpistolen am Handgelenk des Roboters. Aufgrund von Gewichtsproblemen wurde jedoch nur eine Spritzpistole installiert – die Graco AirPro. Sie ermöglicht die Feinjustierung des Spritzstrahls und damit die optimale Applikation minimaler Mengen (ca. 10-20 cm³/Min.) bei kleineren Teilen bzw. größerer Mengen bei größeren Teilen. Die AirPro-Spritzpistole wird in der Automobilbranche häufig eingesetzt, um besonders kleine Flächen mit hohen Qualitätsanforderungen zu behandeln. Pieffeci wählte diese besonders leistungsstarke Spritzpistole, da die verschiedenen Arten der verwendeten Öle äußerst verschiedene Viskositäten aufweisen.
Fazit
Die Mitarbeit von Pieffeci bei Bonfiglioli hat entschieden dazu beigetragen, die Effizienz und Produktivität des Getriebebeschichtungsprozesses in Forli zu steigern. Sie belegt zweifellos, dass die sachgemäße Oberflächenbehandlung einen bedeutenden Mehrwert für die Fertigungsindustrie darstellen kann und dass Partner wie Graco und AS Divisione Verniciatura der Schlüssel zu überragenden Dosier-, Misch- und Spritzgeräten sind.
Sollten Sie weitere Informationen zu den Dosiergeräten ProMix Easy und ProMix 2KS sowie zu den Spritzpistolen G40 und AirPro benötigen, füllen Sie das Formular unten aus.
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