Pulverbeschichten
Das Pulverbeschichten ist ein Beschichtungsverfahren für leitende oder leitend zu machende Werkstoffe. Bei dem vor allem für Stahl und Aluminium angewendeten Verfahren wird ein Pulverlack auf die vorbehandelte Oberfläche aufgetragen und in der Folge unter Wärmeeinwirkung vernetzt.
Die Pulverbeschichtung schützt das Substrat vor Korrosion und Kratzern. Daneben wird das Verfahren der Oberflächentechnik genutzt, um die optischen und funktionalen Eigenschaften von Werkstücken zu beeinflussen. Pulverbeschichtete Erzeugnisse finden sich vor allem in folgenden Bereichen:
- Türen- und Fensterbau
- Fassadenbau
- Maschinen- und Fahrzeugkomponenten
- Haushaltsgeräte (weiße Ware)
Unternehmen für Pulverbeschichten finden
Einordnung des Pulverbeschichtens
Die Norm DIN 8580 ordnet das Pulverbeschichten der 5. Hauptgruppe (Beschichten) zu. Weiterhin zählt das Verfahren zur Untergruppe des elektrostatischen Beschichtens. Diese umfasst alle Beschichtungsverfahren, bei denen der Beschichtungsstoff unter gleichzeitiger elektrostatischer Aufladung von einem geerdeten Werkstück angezogen und auf dieses aufgetragen wird. Neben Lack in Form von Pulver kommen beim elektrostatischen Beschichten auch flüssige Beschichtungsstoffe und kurzstapelige Fasern (Flock) zum Einsatz.
Prozessablauf des Pulverbeschichtens
Das Pulverbeschichten lässt sich in drei Teilprozesse einteilen, die in der industriellen Produktion durch automatische Fördereinrichtungen vernetzt sind. In diesem Fall verbleiben die Werkstücke oft während des gesamten Prozessablaufs an den Werkstückträgern. Für Anwendungsgebiete mit hoher erforderlicher Flexibilität finden daneben auch Handlackierungsanlagen Verwendung.
1. Vorbehandlung
Ziel der Oberflächenvorbehandlung ist die Schaffung optimaler Ausgangsbedingungen für die Applikation des Lacks. Nur mit dieser Vorbereitung lassen sich Werkstücke mit hoher und konstanter Qualität beschichten. Die unsachgemäße Vorbehandlung führt zu Lackablösungen und Kratern in der Lackschicht. Dazu muss das Werkstück von Staub, Zunder, Rost, Fett und Schmutz befreit werden, wobei sich zwischen chemischen und mechanischen Verfahren der Vorbehandlung unterscheiden lässt. Bei Aluminium wird außerdem die natürliche Oxidschicht entfernt. In diesem Schritt wird ebenfalls eine Konversionsschicht auf dem Werkstück erzeugt. Diese steigert den Korrosionsschutz des Grundmaterials und verbessert die Haftung des aufzutragenden Lacks. Den Abschluss der Vorbehandlung bildet das Trocknen des Werkstücks.
2. Applikation des Lacks
Das Lackpulver wird mittels Pulversprühpistolen auf die Oberfläche aufgebracht, wobei der Eintrag von Staub und Schmutz zu vermeiden ist. Die Pulversprühpistole erzeugt mittels verschiedener Verfahren zur Aufladung eine geladene Pulverwolke. Die Lackpartikel haften elektrostatisch und bilden eine Schicht auf dem über den Werkstückträger geerdetem Werkstück.
3. Vernetzung und Trocknung
Das Vernetzen der Pulverlackschicht erfolgt in einem Ofen oder Trockner bei Temperaturen zwischen 110 und 250 °C. Die Verweildauer des Werkstücks im Ofen setzt sich aus der Aufheizzeit, abhängig von der Werkstückdicke, und der Haltezeit, abhängig vom Lackmaterial, zusammen. Niedrigtemperaturlacke, die bei Temperaturen von unter 140 °C vernetzen, verlangen gesteigerte Einbrenndauern, wobei übliche Haltezeiten zwischen 5 und 30 Minuten betragen. Auf die Einstellung des Prozesses wirken sich auch der Werkstückdurchsatz und anlagenspezifische Faktoren aus.
Mit dem Pulverbeschichten werden Schichtdicken zwischen 60 und 120 Mikrometern erzeugt, wobei von diesem Bereich sowohl nach oben als auch nach unten abgewichen werden kann.
Anwendungen des Pulverbeschichtens
Zu den Vorteilen des Pulverbeschichtens zählen neben der hohen Ressourceneffizienz auch die großen Freiheiten zur Oberflächengestaltung:
- Breites Farbspektrum, auch mehrfarbige Beschichtungen
- Verschiedene Glanzgrade (matt bis hochglänzend)
- Strukturierte Oberflächen (Glatt- bis Grobstruktur)
- Effekte (Metallic, Glitter, etc.)
Neben dem Schutz der Oberfläche und der Steigerung ihrer optischen Qualität dient das Pulverbeschichten auch zur Beeinflussung funktionaler Eigenschaften. Das Verfahren eignet sich unter anderem zur Erzeugung antimikrobiologischer oder antistatischer Oberflächen.
Aufgrund der Anforderungen an die Temperaturstabilität und die Leitfähigkeit wird das Pulverbeschichten vor allem für metallische Werkstoffe angewendet. Besonders verbreitet ist das Beschichtungsverfahren für die folgenden Werkstoffe, die jeweils eine spezifische Vorbehandlung erfordern:
- Stahl
- Verzinkter Stahl
- Aluminium
Der Entwicklung von Lacksystemen, die eine niedrige Einbrenntemperatur erfordern und sich für nicht metallische Werkstücke aus Kunststoff oder Verbundmaterialien eignen, wird vor allem für den automobilen Leichtbau eine große Bedeutung zugemessen.
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