Trommelbeschichten – effizient und wirtschaftlich

Die Anlagen sind über den Zentralrechner des Werkes vernetzt und vollständig in die Fertigungssteuerung integriert. Rezepte und andere Prozessparameter, zum Beispiel Durchfluss und Strahlform der Sprühautomaten, sind gespeichert und werden den einzelnen Aufträgen automatisch zugeordnet. So erzielt das Unternehmen eine hohe Reproduzierbarkeit von Charge zu Charge. Alle Informationen zum aktuellen Stand der Fertigung stehen werksweit zur Verfügung und können per Tablet oder Smartphone von beliebigen Standorten abgerufen werden. Die Schichtführer überwachen die Maschinen und greifen nur bei außergewöhnlichen Ereignissen ein, beispielsweise wenn eine Sprühpistole verstopft ist.

Für neue Teile führt APO zunächst Testläufe durch und ermittelt die Prozessparameter wie Luftmenge und -temperatur, Trommeldrehzahl, Lackmenge, optimale Anzahl der Teile pro Charge oder Drehzahl und Neigungswinkel der Trommel. Während des Beschichtungsprozesses wird gefilterte, vorgewärmte Luft in die Sprühtrommel eingeleitet. Sie erwärmt die Kleinteile auf die Temperatur, die auf Werkstoff, Geometrie und Art der Werkstücke sowie der Lack abgestimmt ist. Dabei wird die Temperatur der Teile permanent von einem Infrarot-Sensor gemessen und die Erwärmung der Zuluft entsprechend angepasst. So verbindet sich das Beschichtungsmaterial intensiv mit dem Trägermaterial und trocknet noch während der Verarbeitung. Die für die Rotamaten verwendeten HVLP Sprühautomaten arbeiten sprühnebelarm und mit minimalem Overspray. Mithilfe eines Sensors und eines elektropneumatischen Ventils an der Sprühpistole wird der Volumenstrom der Sprühmedien präzise geregelt. So ist gewährleistet, dass jederzeit die gewünschte Menge an Beschichtungsmaterial pro Zeiteinheit auf die Teile gelangt. Das Resultat: eine homogen beschichtete Oberfläche, gleichmäßige Schichtdicke und hohe Langzeitstabilität des Materialauftrages. Auf Wunsch kann die Maschine mit zwei Sprühsystemen ausgestattet werden. Das ist zum Beispiel sinnvoll, wenn ein Werkstück in derselben Trommel nacheinander mit zwei verschiedenen Lacksystemen wie Primer und Decklack beschichtet wird.

Einige Lacksysteme oder Beschichtungen erfordern nach dem Lackiervorgang ein schnelles oder abruptes Abkühlen der Werkstücke. Aus diesem Grund verfügen die neuen Maschinen über einen Bypass für die Zuluft, der unmittelbar nach dem Sprühen das Heizregister umgeht und Raumluft in die Trommel leitet. Auf diese Weise werden die Teile intensiv gekühlt. Sie verkleben nicht miteinander und verlassen die Maschine einzeln. Das Ergebnis ist eine höhere Ausbeute an Teilen in sehr guter Qualität. In der geschlossenen Trommel des Rotamaten werden die Werkstücke bei leichtem, einstellbarem Unterdruck beschichtet. So können gefährliche und gesundheitsschädigende Gase nicht in die Umgebungsluft gelangen. Jeder Rotamat wird mit einem vierstufigen Abluftsystem mit einem Papp-Labyrinth-Filter, einer Filtermatte und zwei Taschenfiltern geliefert. So arbeiten die Anlagen mit minimalen Emissionen.

Die Rotamaten decken das gesamte Produktspektrum von APO ab, erzielen eine hohe Oberflächengüte, benötigen auch im 3-Schicht-Betrieb wenig Wartung und sind robust. Die erste, mittlerweile 18 Jahre alte Maschine versieht immer noch zuverlässig ihren Dienst und wird weiterhin in Betrieb bleiben. Bewährt haben sich auch die austauschbaren Trommeln des Rotamaten. Sie bieten hohe Flexibilität für unterschiedliche Losgrößen. Außerdem können, beispielsweise für Bemusterungen, sehr kleine Mengen unter den Bedingungen getestet werden, die mit der Routineproduktion identisch sind. Neben der hohen Qualität und Zuverlässigkeit der Rotamaten sind auch die Kosten ein entscheidender Aspekt. Aufgrund der geringen „total cost of ownership“ ist das Beschichten mit den Rotamaten so wirtschaftlich, dass APO sich gegenüber ausländischen Anbietern durchsetzen kann.

Autoren: Antonio Pozo, APO GmbH Massenkleinteilbeschichtung und Frank Siegel, Walther Trowal GmbH & Co. KG

Als Grundlage für alle Material- und Teileprüfungen dienen dem Team beschichtete FKM und EPDM O-Ringe. Um den Gleitlack möglichst sinnvoll zu prüfen, beschichten die Alsdorfer stets unter Serienbedingungen und legen Wert auf anwendungsnahe und für die Dichtungstechnik übliche Prüfbedingungen. Nachdem der neue PFAS-freie Gleitlack ersten, internen Versuchen standhält, schickt der Beschichtungsdienstleister die Teile für weitere Analysen in ein bekanntes Institut. Die dortigen Materialprofis testen den Neuling nach relevanten Prüfstandards für Elastomere und vergleichen sie mit dem Basis-Gleitlack und drei Wettbewerbsbeschichtungen der neuesten Generation. Alle Vergleichsbeschichtungen sind ebenfalls NMP-frei, enthalten jedoch als Festschmierstoff PTFE. Wie für Elastomere im Dichtungsbereich üblich, durchlaufen die beschichteten Prüflinge, je nach Dichtungswerkstoff, eine Warmluftluftalterung und Kältefaltprüfung, lagern in destilliertem Wasser oder in Referenzölen und Kraftstoff (Bild 4). Das anschließende Aufdehnen erlaubt es, die Qualität der Funktionsschichten zu beurteilen. Abschließend simulieren die Prüfingenieure mit einer eigens dafür aufgebauten Vorrichtung die außendichtende Montage der O-Ringe und protokollieren die maximalen Einpresskräfte.