Pulverbeschichtungsgeräte – Sprühapplikation und Wirbelbett
Bevor ein Pulverlack aufgetragen werden kann, muss er fluidisiert, d.h. in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand gebracht werden. Andernfalls ist er nicht förderbar und man erhält keine gleichmäßige Schichtdickenverteilung der Lackschicht.Dazu wird Pulver wird in einem Behälter mit luftdurchlässigem Boden mittels trockener, sauberer Druckluft in Schwebe gebracht. Es gibt zwei Methoden, um das Pulver nach der Fluidisierung auf ein Objekt aufzubringen.
- Sprühapplikation
- Wirbelsintern
Sprühapplikation
Bei der Sprühapplikation muss das wie oben beschrieben fluidisierte Pulver aus einem Vorlagebehälter oder direkt aus dem Karton über Schläuche zu den Sprühpistolen transportiert werden. Die Förderung des Pulvers erfolgt mit Venturi- oder Dichtstrompumpen. Weitere Informationen hierzu erhalten Sie vom Herstellern Ihrer Applikationsgeräte.
Die Konzentration des Luft- und Pulvergemischs kann eingestellt werden, um so die aufzutragende Pulvermenge zu regulieren. Dies ist einer der Parameter, die zur Einstellung der Dicke des Beschichtungsfilms verwendet werden.
Beim Aufbringen von Pulver*) auf das Werkstück nutzt man das Prinzip der Anziehung zwischen Objekten mit unterschiedlichen Ladungen. Die aufgeladene Luft und die aufgeladenen Pulverpartikel aus der Spühpistole werden von einem geerdeten Substrat – dem zu beschichtenden Objekt – angezogen.
Die Aufladung ist entscheidend für den Pulverbeschichtungsprozess. Wenn das Pulver nicht ausreichend aufgeladen wird, haftet es nicht an der Oberfläche des Substrates
Die beiden bekanntesten Verfahren zum Aufladen des Pulvers bei der Sprühapplikation verwenden unterschiedliche Techniken
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Elektrostatik
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Tribostatisk
Elektrostatische Applikation
Die gebräuchlichste Applikationsmethode ist das elektrostatische Sprühen, das häufig auch als „Korona“-Verfahren bezeichnet wird.
Hierbei wird ein Hochleistungsgenerator verwendet, um eine Spannung von bis zu 100kV zu erzeugen, die durch eine Elektrode an der Spitze der Pulverpistole angelegt wird. Die Hochspannung an der Pistolenspitze erzeugt eine Korona, die Luft wird ionisiert und zwischen der Elektrode und dem geerdeten Objekt entsteht ein elektrisches Feld. Normalerweise ist die Korona negativ geladen, was zu einem Fluss negativer Ionen von der Pistole zum Substrat führt. Die Pulverpartikel nehmen eine negative Ladung aus den Korona- und den ionisierten Luftmolekülen auf und strömen zum geerdeten Substrat, wo sie durch elektrostatische Anziehung an Ort und Stelle gehalten werden.
Die Schichtdicke wird durch eine Kombination verschiedener Parameter wie elektrischer Feldstärke, Schwerkraft, Luftmengen und Pulverkonzentration reguliert.
Es gibt viele Arten und Formen von Korona-Spritzpistolen, unter anderem auch elektrostatische Glocken und Scheiben.
Tribostatische Applikation
Bei dieser Methode werden die Pulverpartikel durch Reibung aufgeladen, wenn sie ein Reibrohr (i.d. R. PTFE) passieren. Die Pulverpartikel verlieren dabei Elektronen und laden sich positiv auf. Die aufgeladenen Pulverpartikel bewegen sich mit dem Luftstrom in Richtung des geerdeten Objekts. Die geladene Pulverwolke erzeugt ein elektrisches Feld und eine elektrische Anziehungskraft zwischen dem Pulver und dem Objekt.
Wie hoch die Reibungsladung ist, hängt davon ab, wie viel Pulver auf die Ladeoberfläche gefördert wird und mit welcher Geschwindigkeit sich dieses auf der Oberfläche bewegt. Diese beiden Parameter können vom Anwender gesteuert werden, um die gewünschte Dicke und Qualität der Beschichtung zu erreichen.
In der Regel sind müssen die Luftströmungen und die elektrischen Felder zwischen Pistole und Substrat bei Tribostatik-Verfahren nicht so stark sein wie bei Elektrostatik-Verfahren. Das Tribostatik-Verfahren ist also vorteilhafter, wenn Vertiefungen oder Bereiche mit Faradayscher-Käfigen in Objekten beschichtet werden sollen.
Wirbelsintern
Beim Wirbelsintern wird das Objekt auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Pulvers vorgewärmt. Anschließend wird das Objekt in den Fluidbehälter oder lediglich in die über diesem entstandene Wolke eingetaucht. Das Pulver schmilzt und bildet eine Beschichtung auf der heißen Oberfläche.
Wenn das Objekt aus dem Wirbelbett entnommen wird, kann es durch einen weiteren Ofen geführt werden, um das Pulver vollständig auszuhärten. Die Filmdicke wird durch zwei Faktoren reguliert: Die Anfangstemperatur des Objekts beim Eintritt in das Wirbelbett und die Zeit, die das Objekt im Wirbelbett oberhalb der Schmelztemperatur des Pulvers verbleibt.