Die Verbesserung der Farbübertragungseffizienz beginnt an der Spritzpistole

May 09, 2023

Durch die Steigerung der Übertragungseffizienz wird eine Lackierstraße nicht nur effizienter, sondern es können auch die Farb- und Lösungsmittelkosten gesenkt, Emissionen gesenkt und bessere Oberflächen erzielt werden. Alles beginnt an der Spritzpistole. Bilder mit freundlicher Genehmigung von Graco, Inc.

Die Übertragungseffizienz ist aus Kosten-, Leistungs- und regulatorischer Sicht für die Spritzveredelung von entscheidender Bedeutung. Die Steigerung der Übertragungseffizienz kann nicht nur dazu beitragen, die Produktivität einer Lackierstraße zu steigern, sondern auch die Farb- und Lösungsmittelkosten senken, die Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) senken und bessere Oberflächen liefern.

Einfach ausgedrückt bezieht sich der Begriff Übertragungseffizienz darauf, wie viel Farbspray ein Teil bedeckt, im Vergleich dazu, wie viel Material am Teil vorbeispritzt und verschwendet wird.

Die Übertragungseffizienz wird in Prozent ausgedrückt. Eine Übertragungseffizienz von 60 % bedeutet beispielsweise, dass 60 % des versprühten Materials tatsächlich das Teil erreichen. Die restlichen 40 % gehen während des Lackierprozesses an die Spritzkabine oder andere Bereiche verloren.

Der größte Faktor zur Verbesserung der Auftragseffizienz ist die Verwendung der richtigen Farbspritzpistole für die Anwendung.

Die Auswahl der effizientesten Spritzpistole für die Anwendung ist wichtig, um die Effizienz des Spritzvorgangs zu optimieren. Jede Sprühtechnologie – herkömmliches Luftsprühen, Nachgiebigkeit, Hochvolumen-/Niederdruckzerstäubung (HVLP), Luftunterstützung, Elektrostatik und Rotationszerstäuber – hat ihre Vor- und Nachteile. Ihre Anwendbarkeit hängt von den gewünschten Endergebnissen und dem zu spritzenden Material ab.

Herkömmliche Luftspritzpistolen weisen die niedrigsten Wirkungsgrade auf; Rotationszerstäuber haben die höchste.

Konventionelles Luftsprühen . Eine herkömmliche Luftspritzpistole verwendet einen Niederdruck-Flüssigkeitsstrom mit Druckluft an der Luftkappe, um das Material kontrolliert zu zerstäuben. Diese Luftspritzpistole wird zum Versprühen von Flüssigkeiten mit niedriger bis mittlerer Viskosität verwendet und erzeugt ein hochwertiges, dekoratives Finish der Klasse A.

HVLP. Diese Luftspritzpistolen zerstäuben die Farbe wie eine herkömmliche Spritzpistole, jedoch mit reduziertem Luftdruck, um die Farbe auf das Objekt zu treiben. Die geringere Geschwindigkeit begrenzt die Menge an Farbe, die durch die Luftkappe der Spritzpistole gelangt, und ermöglicht so eine bessere Kontrolle. HVLP-Spritzpistolen sind auf einen Luftdruck von 10 PSI an der Luftkappe beschränkt, um den US-Vorschriften zu entsprechen.

Konform oder LVMP. Luftspritzpistolen mit geringem Volumen und mittlerem Druck erfüllen eine europäische Anforderung, die den Lufteinlassdruck auf nicht mehr als 29 PSI begrenzt. Die Einhaltung dieses Standards kann zu einer Übertragungseffizienz führen, die der von HVLP entspricht oder sogar besser ist.

Airless. Beim Airless-Spritzen wird Flüssigkeit unter hohem Druck ohne Druckluft geleitet. Airless-Spritzpistolen werden häufig zum Auftragen von Schutzbeschichtungen auf große Tanks und Schiffsausrüstung verwendet und tragen hochviskoses Material schnell und effizient auf.

Die Übertragungseffizienz ist bei herkömmlichen Luftzerstäubern am niedrigsten und steigt schrittweise von HVLP, Airless und Luftunterstützung bis hin zu elektrostatischen Zerstäubern und Rotationszerstäubern.

Luftunterstütztes Airless. Eine luftunterstützte Airless-Spritzpistole kann beim Spritzen mittel- bis hochviskoser Flüssigkeiten eine feine Zerstäubung erzeugen. Die Kombination von Airless- und Luftspritztechnologie eignet sich gut für gefertigte Metallteile und Decklacke für Holzschränke und Möbel.

Elektrostatisch. Der flüssige Lack wird beim Zerstäuben elektrostatisch aufgeladen. Der geladene Lack zieht die Oberfläche eines geerdeten Metallteils an und umhüllt diese. Durch das elektrostatische Spritzpistolenverfahren wird eine hohe Auftragseffizienz und eine gleichmäßige Beschichtung erreicht. Da mehr Farbe gleichmäßig aufgetragen wird, wird weniger Farbe verschwendet. Diese Lackierpistolen verbessern außerdem die Oberflächenqualität und den Produktionsdurchsatz.

Rotationszerstäuber. Ein Rotationsapplikator liefert elektrostatisch geladenes Material in einem Wirbelmuster und sorgt so für hervorragende Qualität, hohe Übertragungseffizienz und präzises Sprühen. Es ist mit einer doppelten Formluft ausgestattet, die die Musterform und die Übertragungseffizienz verbessert und so eine insgesamt bessere Endqualität erzielt. Zu den Roboterkonfigurationen gehören Roboter mit hohlem Handgelenk, Roboter mit festem Handgelenk, fest montierte Roboter und Roboter mit hin- und hergehender Montage.

Um das optimale Ergebnis mit Ihrem Sprühapplikator zu erzielen, stellen Sie sicher, dass Sie ordnungsgemäß eingerichtet sind.

Luft- und Flüssigkeitsdruck.Der richtige Luft- und Flüssigkeitsdruck ist entscheidend.

• Zu hoher Luftdruck kann zu übermäßigem Overspray und einer verringerten Übertragungseffizienz führen. Der Schlüssel liegt darin, genügend Luftdruck zu verwenden, um ein qualitativ hochwertiges Sprühbild zu erhalten, aber niedrig genug, um die Übertragungseffizienz zu optimieren.

• Der Flüssigkeitsdruck sollte minimiert werden, um das Zurückprallen des Materials auf das Substrat zu reduzieren.

Sprühmuster.Die Höhe des Sprühmusters ist ebenfalls wichtig.

• Die Höhe Ihres Sprühmusters muss mit dem Teil übereinstimmen, das Sie besprühen. Das Durchblasen von Material durch ein zu großes Sprühmuster verringert die Übertragungseffizienz.

• Die Spitze der Spritzpistole sollte für die größte Spritzbildhöhe Ihrer Teile dimensioniert sein, jedoch nicht größer.

• Sie sollten außerdem eine Spritzpistole mit einem Einstellknopf für das Fächermuster kaufen. Da die Teilegröße variiert, können Sie die Höhe des Sprühmusters nach unten anpassen, um sie an die Teilegröße anzupassen.

Die Technik des Bedieners kann die Übertragungseffizienz um 10 bis 30 % beeinflussen. Aus diesem Grund sollten die Bediener in den richtigen Sprühtechniken geschult werden. Die Schulung sollte Folgendes umfassen:

• Im richtigen Abstand zum Teil sprühen.

• Sprühen senkrecht zum Teil.

• Zum richtigen Zeitpunkt auslösen und wieder aufheben.

Bei einem Lackierroboter spielt die Technik keine Rolle, da der Sprühvorgang immer gleich eingestellt werden kann, wodurch die Auftragseffizienz optimiert wird.

Die beiden Haupttests zur Messung der Übertragungseffizienz – ASTM und EN 13699-1 – zeigen sehr unterschiedliche Ergebnisse. Aus diesem Grund ist es wichtig zu ermitteln, welcher Standard für den Prozentsatz der Übertragungseffizienz gilt, insbesondere wenn Sie verschiedene Applikatoren vergleichen.

• Der ASTM-Test (American Society for Testing and Materials) simuliert ein Fördersystem, indem Teile besprüht werden, während sie an einem Applikator vorbeilaufen. Für konventionelles Sprühen schreibt ASTM niemals eine Übertragungseffizienz von mehr als 50 % vor. Der ASTM-Standard wird immer für elektrostatische Applikatoren verwendet, da er die Messung von gesprühtem Material ermöglicht, das sich auf ein Teil wickelt.

• Der Test nach der europäischen Norm EN 13699-1 wird durchgeführt, indem ein Muster in die Mitte eines großen Ziels gesprüht wird. Aufgrund der Art und Weise, wie der Test durchgeführt wird, zeigt die EN-Norm einen höheren Prozentsatz der Übertragungseffizienz für dieselbe Farbspritzpistole als die ASTM-Norm.

Beispielsweise weist eine nach dem ASTM-Standard getestete HVLP-Farbspritzpistole eine Übertragungseffizienz von 25 % bis 32 % auf. Die gleiche HVLP-Pistole, die nach der EN-Norm getestet wurde, weist eine Übertragungseffizienz von 70 % bis 78 % auf.

Es macht Sinn, dass eine bessere Übertragungseffizienz den Verbrauch an Farbmaterial verringert; Wenn mehr Farbe tatsächlich ein Teil erreicht, ist weniger erforderlich, um das Finish zu erzielen. Darüber hinaus reduziert das Versprühen von weniger Farbe die freigesetzten VOCs und verlängert die Lebensdauer der Kabinenfilter.

Diese Faktoren steigern die Rentabilität, indem sie die Herstellungskosten senken.

Wendy Hartley ist Global Product Marketing Manager für die Industrial Products Division von Graco Inc..