Startseite » Technik » Maschinen & Anlagen »

Cool

Maschinen & Anlagen
Cool

Die konventionelle UV-Härtung erlaubt einen hohen Durchsatz beim Lackieren. Dem Staub bleibt keine Zeit, Schaden anzurichten. Damit gehen jedoch enormer Energieverbrauch und Verschleiß an UV-Leuchten einher. Außerdem erhitzen die Strahler das Werkstück auf bis zu 80 Grad Celsius. Rudolf Eickhoff von Venjakob sagt im dds-Interview, wie sich diese Nachteile ausmerzen lassen.

Lange Trockenzeiten halten den Betrieb auf und bieten dem Staub viel Zeit, Pickel zu erzeugen. Wie lässt sich die Trockenzeit VOC-richtlinienkonform reduzieren?

Hierzu eignen sich besonders UV-härtende Lacke. Zunächst gab es die UV-PUR-Lacke, jetzt sind die lösemittelärmeren, wasserbasierenden UV-Lacke auf dem Vormarsch. Sie erfordern zwar etwas engere Grenzen bei den Verarbeitungsparametern, erzeugen jedoch bei geringerem VOC-Ausstoß ebenso gute Oberflächen. In der Lackieranlage ist zunächst das Lösemittel oder das Wasser mit Infrarotstrahlern hinauszudampfen, danach lässt sich der Film mit UV-Licht aushärten. Je höher der Festkörperanteil ist, desto weniger Lösemittel können sich verflüchtigen. Das kommt sowohl der VOC-Richtlinie als auch der Forderung nach kurzen Trockenzeiten entgegen.
Jetzt haben Sie Ihr Programm an Lackieranlagen um eine LED-UV-Härtestation erweitert. Wie kam es dazu?
Wermutstropfen bei der konventionellen UV-Trocknung ist ein enormer Stromverbrauch von 40 kW bei Klarlackflächen und bis zu 80 kW bei pigmentierten Lacken. Ein weiterer unangenehmer Nebeneffekt ist außerdem ein unerwünschtes Aufheizen der Werkstückoberfläche auf 60 und bei Pigmentlacken sogar auf 80 Grad Celsius. Mit LED-UV-Leuchten erschlagen wir hier mehrere Fliegen auf einen Streich. Der Stromverbrauch reduziert sich je nach Farbton und Lackrezeptur auf fünf bis zehn Prozent, die Temperatur um etwa 20 auf 40 bis 60 Grad Celsius. Die LEDs lassen sich sehr schnell schalten, sodass sie sich in den Werkstücklücken einfach deaktivieren lassen.
Konnten Sie von den Erfahrungen mit dieser Technik in anderen Branchen profitieren?
Ja, LED-UV-Härter haben bereits seit einiger Zeit den Einzug in die Druckmaschinen gefunden und erfreuen sich hier zunehmender Beliebtheit. In der Druckmaschine herrschen günstige Bedingungen, wie der dünne Farbfilm und der kurze Abstand von der LED zu dem zweidimensionalen Druckträger (Papier oder ähnliches).
Anders als in der Druckmaschine geht es bei den Holzverarbeitern meistens um räumliche Objekte, beispielsweise einer Plattenoberfläche samt Schmalflächen. Eignen sich die LEDs dafür?
Die Härtestation besteht aus einer Reihe von kleinen LEDs. Jede sendet einen Lichtkegel aus, sodass sich auch senkrechte Flächen damit erfassen lassen. Wir haben mit bis zu 50 Millimeter hohen Kanten getestet. Neben Möbelteilen fallen mir auch Fensterkanteln oder Treppenstufen ein.
Eine UV-Lampe deckt ein breiteres Spektrum an Wellenlängen ab, die LED exakt eine. Wie wirkt sich das auf das Lackierergebnis aus?
Wir kombinieren zwei Lichtquellen. Die im UV-Spektrum eher langwellige LED mit 395 Nanometern Wellenlänge sorgt für eine gründliche Tiefenhärte, die nachgeschaltete UV-C-Leuchte mit 254 Nanometern sichert eine hohe Kratzfestigkeit der Lackschicht.
Steht dem Anwender der LED-Technik die gesamte Palette an Klar-, Pigment- und Effektlacken in beliebigen Glanzgraden zur Verfügung?
Wir haben bereits verschiedene Klar- und Pigmentlacke getestet. Bis jetzt sind die Ergebnisse positiv, was das Härtungsverhalten betrifft. Die Abstufung der Glanzgrade haben wir noch nicht im Detail durchgetestet, wir arbeiten daran.
Lassen sich normale UV-Lacke mit LED-Technik härten?
Nein, der Lackhersteller muss die Lackformulierung an die LED-Technik anpassen.
Lässt sich die LED-Härtung nur in Durchlaufmaschinen realisieren, oder sind auch kleinere Lösungen denkbar?
Wir haben uns erst mal auf die Durchlauftechnik konzentriert und fahren die erste Anlage seit vier Monaten bei uns im Haus. Denkbar wäre aber auch ein Roboter, der eine kleine LED-Station über dem Werkstück bewegt. UV-Licht ist gesundheitlich nicht unbedenklich, sodass eine Handlampe nicht infrage kommt.
Was passt zum Handwerker?
Für den Handwerker bietet sich eine kleine flexible Lackstraße an. Sie besteht aus einem Flächenspritzautomaten für ein fünfseitiges Lackieren mit UV-Wasserlack gefolgt von einer bis zu 20 Meter langen Abdunstzone für das Wasser. Am Ende steht der UV-LED-Härter. Der Spritzautomat läuft mit vielleicht zwei bis drei Metern je Minute, die UV-LED-Station schafft zehn. Bei 1,30 Meter Arbeitsbreite liegt die Leistung bei etwa 300 Quadratmetern pro Stunde.
Wie hoch ist das Investitionsvolumen?
Der Preis für die LED-UV-Station liegt bei rund 100 000 Euro, doppelt so hoch wie für die konventionelle UV-Station. Die Amortisationszeit über die Stromersparnis liegt bei einem Einschichtbetrieb bei vier bis fünf Jahren. Die zehn- bis zwanzigfache Lebensdauer der LED von voraussichtlich 20 000 Stunden im Vergleich zur konventionellen UV-Leuchte relativiert auch die Preisdifferenz. Neben dem geringeren Stromverbrauch für die Erzeugung der UV-Strahlen selbst, spart der Betreiber der Lackieranlage darüber hinaus auch noch die Investition in eine Absauganlage für das Ozon, das sich sonst in den normalen UV-Stationen bilden würde. Die LED-Station arbeitet ozonfrei. Im Betrieb spart das Heizenergie und weitere Stromkosten für die Ventilatoren. Außerdem heizt sich das Werkstück weniger auf.
Wann rechnen Sie mit der ersten Installation im Handwerk?
Sicherlich werden wir zunächst einige Anlagen an die Industrie liefern. Jedoch gibt es genügend Handwerker, die mit UV-Lacken arbeiten, und mit dieser Technik zahlreiche gravierende Nachteile ausgleichen können. Daher gehe ich davon aus, dass spätestens in zwei Jahren diese Anlage im ersten Handwerksbetrieb laufen wird, zumal sich bis dahin wahrscheinlich auch der Preis etwas nach unten bewegen wird.
Das Interview führte dds-Redakteur Georg Molinski

Hintergrund: LED senkt die Verfahrenskosten

3273742

Wasser- oder PUR-Lacke lassen sich mit stromsparendem LED-UV-Licht härten.
Mit LED-UV-Leuchten lassen sich ebenso wie mit konventionellen UV-Leuchten eigens dafür modifizierte Lacke an der Fläche und den Kanten aushärten. Früher setzte man dafür in der Regel PUR-Lacke ein, heute meistens wasserbasierte Systeme. Die LEDs verbrauchen etwa nur ein Zehntel des Stroms, halten zehn bis zwanzig mal länger und sind dafür jedoch teuer. Nachdem das Wasser bzw. das Lösemittel im Infrarotkanal abgedunstet ist, spaltet das LED-UV-Licht die in den Lack eingebundenen Fotoinitiatoren in freie Radikale (Bild 1). Die Radikale starten die Kettenbildung (Bild 2). Die Kettenbildung stoppt, wenn ein freies Radikal auf ein anderes freies Radikal trifft (Bild 3). GM
Aktuelles Heft
Titelbild dds - das magazin für möbel und ausbau 11
Aktuelle Ausgabe
011/2021
EINZELHEFT
ABO
dds-Zulieferforum
Grafik des Monats

Zahl der Betriebe im Tischlerhandwerk

dds auf Facebook


dds auf YouTube

Im dds-Channel auf YouTube finden Sie:
– Videos zu Beiträgen aus dds
– Kollegen stellen sich vor
– Praxistipps-Videos
– Maschinen & Werkzeuge

Abonnieren Sie dds auf YouTube »