Große Lackieranlagen sind für viele Unternehmen unwirtschaftlich. Eine alternative Technik ermöglicht Lackierarbeiten direkt am Montageband. Und spart Zeit: Die Beschichtungsdauer sinkt dabei von 3,5 Stunden auf 20 Minuten. 

Das vom Fraunhofer IPA in Zusammenarbeit mit der Universität Stuttgart entwickelte TransApp®-Pulverbeschichtungsverfahren arbeitet ohne Sprühpistolen. Die dadurch extrem kompakten und schnellen Anlagen eignen sich ideal für die fertigungsintegrierte Beschichtung, zudem sind sie äußerst energieeffizient.

Herkömmliche Lackieranlagen bestehen aus Vorbehandlungszonen, Lackierkabinen mit Pulversprühanlagen (EPS-Anlagen) und Lacktrocknern. Die meisten sind als zentrale Universalanlagen konzipiert und lackieren verschiedenste Teile aus den einzelnen Fertigungsbereichen. Doch das bringt Probleme mit sich: Zum einen sind die Anlagen oftmals groß dimensioniert und haben einen entsprechend hohen Energieverbrauch, der für Kleinteile unwirtschaftlich ist. Zum anderen sind sie räumlich von den Montagebändern getrennt und machen die Produktion somit langsamer und personalintensiver. Zeit also für eine Alternative, die das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Zusammenarbeit mit dem Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) der Universität Stuttgart neu entwickelt hat.

Das neue Lackiermodul lässt sich direkt in die Montage integrieren. Es arbeitet mit der sogenannten TransApp-Technik, die das Prinzip des elektrostatischen Fluidisierbettverfahrens nutzt. Das Pulver gelangt dabei mittels elektrischer Kräfte auf die Bauteile. Sprühpistolen werden daher ebenso wenig gebraucht wie leistungsstarke und energieintensive Absauger, da nur minimale Spray-Mengen in die Luft gelangen. Der folgende Einbrennprozess mit Infrarotstrahlern ist zudem zehnmal schneller als bei herkömmlichen Umluftöfen.

Die neue Methode bestand ihre Feuertaufe bei einem Unternehmen der Büromöbelbranche. Hier haben Fraunhofer Forscher ein Integrationsszenario für eine Beschichtung im Takt der Montage erstellt. Eine Pulverbeschichtungszelle ist dabei direkt in das Montagesystem integriert: Es übernimmt für automatisch zugeführte Bauteile eine Plasmareinigung, die elektrostatische Pulverbeschichtung und das Einbrennen mit Infrarotstrahlen. Eine nasschemische und zeitintensive Vorbehandlung ist somit ebenso überflüssig wie ein Konvektionsofen. Dadurch sinkt die Dauer für den Beschichtungsprozess von 3,5 Stunden auf 20 Minuten. Und das bedeutet für das Unternehmen, dass es schneller auf Kundenwünsche reagieren und die Stückkosten gleichzeitig um zehn Prozent senken kann.

Bei einem Unternehmen der Büromöbelbranche lässt sich durch die dezentrale integrierte Pulverbeschichtung im Takt der Montage eine höchstleistungsfähige Prozesskette erzielen.

Quelle: Fraunhofer IPA/Universität Stuttgart IFF

Die fertigungsintegrierte Pulverbeschichtung ist derzeit ausgestellt in der Lernfabrik am Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) der Universität Stuttgart. Sie sei für Anlagenbetreiber, so die Wissenschaftler, eine attraktive Option bei Neu-, Erweiterungs- und Rationalisierungsplanungen. Die Anlage ist flexibel und lässt sich mit austauschbaren Fluidisierbett- und Infrarotstrahler-Einheiten an verschiedene Produktionsprogramme anpassen.

Patrick Schroeder arbeitet als freiberuflicher Journalist für Zeitschriften und Onlinemagazine wie die VDI Nachrichten und Ingenieur.de.

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