Die Möglichkeiten einer schlanken Pulverbeschichtungsumgebung

Jul 19, 2023

Automatisierte Pulverbeschichtungs-Auftragssysteme mit begleitenden automatischen Farbwechselfunktionen können in etwa 10 Minuten vom Aufsprühen einer Farbe zur anderen wechseln.

Da immer mehr metallverarbeitende Unternehmen die Prinzipien der schlanken Fertigung übernehmen, beginnen sie, über die Abteilungen Stanzen, Biegen und Schweißen hinauszuschauen. Auf der Suche nach Abfall wird kein Stein auf dem anderen gelassen.

Dazu gehört auch die Pulverbeschichtungsanlage. Metallverarbeiter, die Pulverbeschichtungen durchführen, suchen nach der richtigen Balance aus Systemflexibilität, maximaler Betriebszeit und effizientem Materialverbrauch.

Manche könnten annehmen, dass ein solcher Balanceakt eine große Investition in modernste Anwendungs- und Pulverrückgewinnungstechnologie erfordern könnte. Sie würden sich irren. Schlanke Pulverbeschichtungsverfahren sind für Betriebe jeder Größe eine echte Möglichkeit. Es geht nur darum, zu bestimmen, was sie erreichen wollen.

Im Mittelpunkt jeder Diskussion darüber, wie man als schlanker Pulverbeschichter arbeitet, steht die Notwendigkeit, die Farben zu ändern. Wenn die Pulverbeschichtungslinie wegen eines Farbwechsels stillsteht, werden Teile nicht fertiggestellt. In der Zwischenzeit wird der Pulverbeschichtungstechniker noch bezahlt und die Vorbehandlungsanlage und der Aushärtungsofen laufen beide. Wenn es zu einem Farbwechsel kommt, möchte das Management, dass dieser so schnell wie möglich erfolgt.

Dies kann jedoch nicht willkürlich erfolgen. Wenn eine Werkstatt die Pulverleitungen, die das Pulver von der Zufuhrquelle zum Teil leiten, nicht gründlich spült, kann sie kein gutes Teil erhalten. Wenn die Werkstatt beispielsweise einen Lack mit einer flüssigen Farbe aufträgt, ergibt das Mischen von Weiß und Rot einen rosa Anstrich, der möglicherweise nicht den ursprünglichen Spezifikationen entspricht, aber dennoch gut aussieht. Wenn eine weiße Pulverbeschichtung mit einer Linie aufgetragen wurde, die nicht ordnungsgemäß von dem zuvor aufgetragenen roten Pulver befreit wurde, könnte die Werkstatt am Ende einen roten Teil mit weißen Flecken erhalten; Die Pulver vermischen sich nicht.

Aus diesem Grund investieren Gerätehersteller so viel Zeit in die Entwicklung von Systemen, die das Pulver schnell und vollständig ausspülen. Bei größeren Systemen konzipieren dieselben Unternehmen die Ausrüstung so, dass alle Bereiche, in denen die Pulverbeschichtung durchgeführt wird, zwischen den Farbwechseln leicht zugänglich und gereinigt werden können. Sauberkeit hilft, potenziellen Qualitätsproblemen vorzubeugen.

Vor diesem Hintergrund muss sich der Metallverarbeiter, der die Zeit für den Farbwechsel minimieren möchte, fragen, welche Farbmischung aufgesprüht wird. Wenn ein Geschäft über 15 Farbangebote verfügt, die Farben jedoch nur ein- oder zweimal pro Schicht wechselt, ist wahrscheinlich kein technologisch fortschrittliches Farbwechselsystem erforderlich. Möglicherweise reicht ein manueller Eingriff aus. (Selbst ein Unternehmen, das im Laufe einer Schicht nur eine Pulverbeschichtungsfarbe versprüht, sollte sich verpflichten, die Auftragspistolen nach jeder Schicht zu reinigen.)

Wenn das Geschäft mit 15 Farbangeboten innerhalb eines 24-Stunden-Tages 15 Mal die Farben wechselt, sollte es möglicherweise über einen technischen Eingriff zur Bewältigung des Farbwechsels nachdenken. Bedenken Sie, dass eine solche Investition nicht als Allheilmittel zur Optimierung eines Pulverbeschichtungsvorgangs angesehen werden sollte. Fab-Shops sollten ihre Prozesse, wie z. B. Terminplanung und Qualitätsüberwachung, bereits vor der Investition festgeschrieben haben. Durch die Etablierung einer größtmöglichen betrieblichen Effizienz vor einer Investitionsinvestition kann der Fab Shop sicher sein, dass er seine neu gewonnenen Fähigkeiten optimal nutzen wird.

Die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Pulverspray scheint die richtige Vorgehensweise zu sein, doch der erste Eindruck kann täuschen. Für viele Geschäfte macht das vielleicht keinen Sinn.

Jeder Metallbauer mit einer Pulverbeschichtungslinie sollte dies im Hinterkopf behalten, da er die Materialwiederverwendung gegen die Verfügbarkeit der Pulverbeschichtung abwägt: In vielen Fällen ist die Linienzeit wertvoller als die Kosten des Pulvermaterials. Diese Tatsache wurde im Laufe der Jahre und in Produktionsumgebungen aller Art immer wieder bewiesen.

Kleine oder mittlere Fertigungsbetriebe, die den Farbwechsel in ihren Betrieben so effizient wie möglich gestalten möchten, könnten über neue Lean-Applikationsgeräte nachdenken, die es einem Bediener ermöglichen, die Farben in weniger als einer Minute zu wechseln.

Tatsächlich kann man mit Sicherheit davon ausgehen, dass der Betrieb dieser Pulverbeschichtungslinie einen Hersteller etwa 500 US-Dollar pro Stunde kosten wird. Dazu gehören das zu versprühende Pulvermaterial, das Gehalt und die Zusatzleistungen des Spritztechnikers, die für den Betrieb des Aushärtungsofens aufgewendete Energie und die Chemikalien im Vorbehandlungstank, um nur einige der Faktoren zu nennen, die diese Stundenkosten beeinflussen.

Der Preis für standardmäßige RAL-Pulverbeschichtungsmaterialien beträgt durchschnittlich 3,50 $/Pfund. Vor diesem Hintergrund möchte ein Hersteller, der Pulver in einer Umgebung mit mehreren Farbwechseln zurückgewinnen und recyceln möchte, diesen Prozess so effizient wie möglich gestalten. Wenn nun derselbe Hersteller eine große Menge an Teilen pulverbeschichtet, können die Kosten pro Teil durch die tatsächliche Wiederverwendung des überschüssigen Pulvermaterials gesenkt werden.

Andererseits wird ein Hersteller, der einen großen Gegenstand wie einen Müllcontainer pulverbeschichtet, was mehr als 10 Minuten dauern kann, wahrscheinlich kein Interesse daran haben, das Pulver zu recyceln. Für diesen Hersteller ist es das Erfolgsrezept, Pulver im Wert von ein paar Dollar wegzuwerfen, um die Linie am Laufen zu halten und die Produktproduktion zu maximieren.

Aus zeitlicher Sicht ist es am wichtigsten, dass die Rückgewinnung von Pulver zur Wiederverwendung die Zeit für den Farbwechsel verlängert. Wie bereits erwähnt, können Pulvermaterialien nicht gemischt werden, da die resultierende Schicht für fast alle Arbeiten ungeeignet wäre. Das bedeutet, dass eine gründliche Reinigung des gesamten Pulverfördersystems erforderlich ist, um die Qualität des wiedergewonnenen Pulvers sicherzustellen.

Die gute Nachricht für Metallverarbeiter, die an der Rückgewinnung und Wiederverwendung des Pulvers interessiert sind, ist, dass der Farbwechsel in 10 Minuten erfolgen kann. Die Technologie ist nicht blitzschnell, aber sie ist so weit fortgeschritten, dass Geräte von vor zehn Jahren im Vergleich dazu unglaublich langsam erscheinen.

Was passiert in diesen 10 Minuten? In den meisten automatisierten Systemen beginnt der Farbwechselprozess damit, dass der Linientechniker den Wechsel über die intuitive Touchscreen-Steuerung einleitet. Die Reinigung innerhalb der Pulverauftragskabine erfolgt durch starke Luftimpulse, die das heruntergefallene Pulver in den Absaugbereich des zentralen Kanals befördern. (Da die Pulverzufuhr automatisiert erfolgt, muss außerdem nur eine geringe Menge Overspray entfernt werden.) Die Reinigung der automatischen Pistolen innen und außen erfolgt ohne manuellen Eingriff und in Sekundenschnelle. Es erfolgt eine automatisierte Reinigung der Pumpen und wichtiger Bereiche wie Sieb und Sammelbehälter. (Unbrauchbare Pulverpartikel werden durch Luftturbulenzen zuverlässig herausgefiltert und das verbleibende Pulver wird nach sorgfältiger Siebung zur Wiederverwendung gesammelt.) Der Bediener wählt die nächste zu pulverbeschichtende Farbe aus und das System ist einsatzbereit .

Automatisierte Systeme ohne Rückforderungsanforderungen können die Farbe in etwa der Hälfte der Zeit ändern. Technologie erkauft Effizienz, aber das ist möglicherweise nicht jedermanns Sache.

Betriebe, die bei der Pulverbeschichtung einen eher manuellen Ansatz verfolgen, können ebenfalls sicherstellen, dass ein gleichmäßiges Produktionstempo erreicht werden kann. Es wurden weniger komplexe Systeme entwickelt, um schnelle Farbwechsel der breiten Masse zugänglich zu machen.

Bei einem kürzlich auf den Markt gebrachten System erfolgt der Farbwechsel beispielsweise in wenigen schnellen Schritten. Wenn der Spritztechniker einen Farbwechsel vornehmen möchte, trennt er die Verbindung zur vorherigen Farbe, verbindet sich mit der Spülstation, reinigt den Schlauch und verbindet ihn wieder mit der neuen Pulverfarbe. Dies geschieht in etwa 30 Sekunden.

Ein solches System hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Menge an Pulver, die aus den Leitungen gespült wird, reduziert wird. Anstatt die gesamte Leitung zu spülen, die zur Materialquelle zurückführt, spült der Techniker nur die kurze Länge des Förderschlauchs vom Reinigungsverteiler bis zur Spritzpistole.

Schulungen tragen nicht nur dazu bei, engagiertere Mitarbeiter in der Pulverbeschichtungsabteilung zu schaffen, sondern motivieren auch alle dazu, Verantwortung für den Endbearbeitungsprozess zu übernehmen.

Während die Technologie sicherlich jedem Metallverarbeiter im Kampf gegen Verschwendung helfen kann, ist qualifiziertes Personal ebenso wertvoll. Aus diesem Grund sollten Fertigungsunternehmen über Investitionen in die Schulung ihrer Pulversprühtechniker nachdenken.

Die Schulung, insbesondere wenn sie außerhalb des Unternehmens durchgeführt wird, ermöglicht es dem Mitarbeiter, nicht nur die richtige Vorgehensweise zu erlernen, sondern auch zu erkennen, was passiert, wenn etwas nicht nach Plan läuft. Er hat mehr Zeit, ein Teil durcheinander zu bringen und zu beobachten, was passiert, wenn ein Fehler auftritt, beispielsweise zu viel Pulveransammlung. Außerdem macht er sich mit der Ausrüstung besser vertraut, bevor er zur Arbeit zurückkehrt, bei der das Hauptaugenmerk auf der Fertigstellung des Teils und dem Versand an den Kunden liegt.

Eine solche Schulung ist für den Einzelnen auch ein Beweis dafür, dass sein Arbeitgeber bereit ist, in ihn zu investieren. Das motiviert den Mitarbeiter, mehr Verantwortung für den Pulverbeschichtungsprozess zu übernehmen, was eine weitere Schlüsselkomponente beim Aufbau eines schlanken Finishing-Betriebs ist.

Greg Dawson ist Senior Powder Sales Manager, Industrial Coating Systems, Powder Group, Nordson Corp., 300 Nordson Drive, Amherst, OH 44001, 800-433-9319, www.nordson.com/ics.