Anwendbares Simulationsmodell zur Tropfenaufladung führt zu maximaler Effizienz beim Spritzlackieren

Im Detail

Beim Spritzlackieren treten hohe Lackverluste in Form von Sprühnebel auf. Neben dem entstehenden Mehrbedarf an Lackmaterial und der Verschmutzung des Equipments bedarf es auch einer energieaufwändigen Kabinenbelüftung und Entsorgung der Lackreste. Der Einsatz von Elektrostatik reduziert diese Probleme massiv und wird auch zunehmend von lackierenden Betrieben und Anlagenherstellern eingesetzt.

Die Zusammenhänge zwischen Lackeigenschaften, Applikationsmethode und Spritzergebnis waren allerdings bislang noch unerforscht. Gerade bei forschungsschwächeren, klein- und mittelständischen Lack- und Applikationsgeräteherstellern fehlte die nötige Datenbasis, um ihre Produkte und Prozesse gezielt zu optimieren.

Mit dem Auftrag der »Modellierung der Tropfenaufladung bei der elektrostatisch unterstützten Lackierung zur Minimierung von Lackverlusten und Anlagenausfällen durch Verschmutzung - MoELa« waren das Fraunhofer IPA und die Hochschule Esslingen im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojektes betraut.

Durch intensive Messungen an Spritzstrahlen konnten wertvolle experimentelle Ergebnisse zum Aufladeprozess der Lacktröpfchen erzielt sowie praktische Ableitungen zur Prozessoptimierung gezogen und im Lackiertechnikum bestätigt werden. Genutzt wurden dazu laser-optische Methoden, Hochgeschwindigkeitskameras und Strommessungen.

Parallel wurde erstmals eine Simulationsmethode zur »fluiddynamischen« Berechnung des Ladungstransfers vom Lackiergerät auf den Lack entwickelt. Die daraus gewonnenen Informationen werden künftig zur Durchführung von Lackierprozessoptimierungen genutzt und verhelfen lackierenden KMU zu mehr Anlageneffizienz. Lackhersteller können durch das Simulationsmodell ihre Lacke verbessern und Lackiergerätehersteller die Produktentwicklung schneller und besser gestalten.