Qualitätskontrolle der industriellen Lackierung: Phasen, Ziele und Instrumente

Bei der Pulverbeschichtung konzentriert sich die Qualitätskontrolle auf die Leitfähigkeit des Substrats, die Gleichmäßigkeit des Films und die Qualität der Vorbehandlung, bei der Flüssigbeschichtung auf die Benetzbarkeit, die Oberflächenspannung und die thermo-hygrometrische Stabilität.

Die Qualitätskontrolle in der industriellen Lackierung ist ein grundlegender Vorgang für:

• die Qualität und Konformität der Produkte zu gewährleisten;
• die Variabilität zwischen den Chargen zu reduzieren;
• die Wiederholbarkeit des Lackiervorgangs, d.h. die Konsistenz des Ergebnisses, zu gewährleisten;
• verhindern Sie Lackschäden;

Die Qualitätskontrolle in der industriellen Lackierung beginnt vor dem Auftragen der Beschichtung und endet nach deren Aushärtung oder Trocknung. Sie besteht aus visuellen Inspektionen, instrumentellen Messungen und Probetests, die darauf abzielen, die Haftung der Farbe auf dem Untergrund, die Schichtdicke, die Gleichmäßigkeit der Farbe, die Festigkeit der Oberfläche und die Haltbarkeit zu beurteilen. Der gesamte Prozess besteht aus drei wichtigen Phasen:

• Vor der Lackierung: Vorprüfung der Oberflächen und Überprüfung der Vorbehandlungen, um eine optimale Haftung des Films zu gewährleisten.
• In-Prozess-Überwachung: Kontrolle der Parameter für Farbauftrag und Einbrennen oder Trocknen, um eine gleichbleibende Qualität während der gesamten Produktion zu gewährleisten.
• Endkontrolle: visuelle Inspektion und spezifische Tests gemäß ISO- und ASTM-Normen, um die Konformität der Produkte mit den gesetzlichen Bestimmungen zu bestätigen.

Die Validierung des Lackierprozesses sollte daher nicht als letzte Phase der Produktion verstanden werden, sondern als ein integriertes System von Theorien und Praktiken, die jeden Schritt des Lackierprozesses begleiten und deren Wirksamkeit die Stabilität und Zuverlässigkeit des gesamten Prozesses bestimmt.

In diesem Zusammenhang ist die Qualitätskontrolle von Eurotherm bei der Beschichtung ein integraler Bestandteil der Entwicklung, Installation und abschließenden Validierung von Anlagen sowohl für Pulver- als auch für Flüssigbeschichtungsprozesse. Unsere Techniker wenden Verifizierungsprotokolle an, die im Laufe von mehr als 50 Jahren Erfahrung in der Branche entwickelt wurden. Sie führen Funktionstests, thermohygrometrische Prüfungen und messtechnische Überprüfungen durch, um die Einhaltung internationaler Standards zu gewährleisten. Jedes System wird anschließend durch Haftungs-, Schichtdicken-, Gleichmäßigkeits- und Beständigkeitstests validiert, um eine konsistente und rückverfolgbare Leistung im Laufe der Zeit zu gewährleisten.

Dieser Schritt beschränkt sich nicht nur auf die Überprüfung der Sauberkeit des Substrats, sondern umfasst auch die Überprüfung der Aktivierung der Oberfläche, d.h. des Prozesses, der die Bildung chemisch-physikalischer Bindungen zwischen dem Substrat und der Beschichtung fördert, d.h. die optimalen Bedingungen für die Haftung der Farbe auf dem Werkstück.

In dieser Phase konzentriert sich die Qualitätskontrolle der Farbe auf die Vorbereitung des Substrats, denn jede kritische Stelle in der Vorbehandlung wirkt sich direkt auf die Leistung des endgültigen Zyklus aus.

Qualitätskontrolle der Pulverbeschichtung: Vorbehandlung und Oberflächenaktivierung

Bei der Pulverbeschichtung besteht das Ziel der Oberflächenaktivierungsbehandlung darin, die elektrostatische Verteilung des Pulvers auf einer leitfähigen Oberfläche zu begünstigen. Phosphatieren, Passivieren und Sandstrahlen sind die wichtigsten Techniken.

In diesem Sinne prüft die Qualitätskontrolle der Pulverbeschichtung, ob die Konversionsschicht und die Oberflächenleitfähigkeit mit den festgelegten Prozessparametern übereinstimmen.

Qualitätskontrolle bei der Flüssigbeschichtung: Benetzbarkeit und Filmfehler

Bei der Flüssigbeschichtung betrifft die Aktivierung die Benetzbarkeit und die Oberflächenspannung, die die Gleichmäßigkeit und das Fehlen von Beschichtungsfehlern bestimmen. Bürsten, Plasma, Ionisierung sind die typischen Methoden.

Die Qualitätskontrolle bei der Flüssigbeschichtung konzentriert sich daher auf die korrekte Benetzbarkeit des Substrats und die Vermeidung von Fehlern wie Kratern, Tropfen oder mangelnder Deckkraft.

Anwendungsfall: Qualitätskontrolle von Vorbehandlungen in einer Eurotherm-Anlage

Der jüngste Fall dervon Eurotherm durchgeführten Installation für ein italienisches Unternehmen, das in der Herstellung von Produkten und Komponenten für den Energie- sowie den Öl- und Gassektor tätig ist, zeigt die entscheidende Bedeutung von Vorbehandlungen für die Gewährleistung von langlebigen Funktionsbeschichtungen auf Hochleistungsoberflächen und Spezialmaterialien.

Bei der Überwachung der Phasen vor dem eigentlichen Auftragen der Farbe sind folgende Parameter für die Qualitätskontrolle der Vorbehandlungen zu berücksichtigen:

• Reinigung und Entfernung von Verunreinigungen: Überprüfung der Wirksamkeit mechanischer und chemischer Behandlungen zur Entfernung von Ölen, Verarbeitungsrückständen und Trennmitteln. Die Kontrolle umfasst sowohl physikalische Verfahren (Bürsten, Sandstrahlen, Mikroabrieb, Ionisierung, Abblasen) als auch chemische Bäder und Spülbehandlungen in Waschkabinen und Tunneln.
• Oberflächenspannung: Überprüfung der Fähigkeit der Oberfläche, den Lack gleichmäßig aufzunehmen. Die Oberflächenspannung wird überwacht, um die Aktivierung von Metalloberflächen oder die korrekte Vorbereitung des Substrats (Kunststoffe und Verbundwerkstoffe) zu prüfen und die korrekte Benetzbarkeit bei Flüssiglacken und eine gute elektrische Reaktivität bei Pulververfahren sicherzustellen.
• Gleichmäßigkeit und Qualität der Konversionsschicht: Bewertung der Kontinuität und Homogenität des Konversionsfilms, die für die Haftung der Farbe und die Leistung der Oberfläche unerlässlich sind. Die Kontrolle konzentriert sich auf das optische Erscheinungsbild des Substrats und die Einhaltung der chemisch-physikalischen Parameter des Prozesses.

Zu den gebräuchlichsten Prüfwerkzeugen und Kontrollmethoden gehören:

• pH-Meter, Leitfähigkeitsmesser und chemische Analysatoren für die Badstabilität.
• Oberflächenspannungsmesser für die Benetzbarkeit von Substraten.
• Optische Mikroskopie zur direkten Beobachtung des Konversionsfilms.
• Integrierte SPS-Systeme zur Aufzeichnung kritischer Parameter und Abweichungen von den Sollwerten.

Je nach Material, Art der Flüssigkeits- oder Pulverlinie und der Vorbehandlungstechnologie sind in dieser Phase vor allem folgende Korrekturmaßnahmen möglich

• Wiederherstellung der chemischen Bedingungen der Wasch- und Konversionsbäder: wenn die Konzentration, der pH-Wert oder die Leitfähigkeit außerhalb des Betriebsbereichs liegen.
• Anpassung der thermischen Parameter und Kontaktzeiten: für die Wirksamkeit der Behandlung und zur Stabilisierung der Qualität der behandelten Oberflächen.
• Wartung von Filtrations- und Abscheidesystemen: zur Vermeidung von Verunreinigungen und damit verbundenen Lackschäden.
• Korrekturen bei der mechanischen Aufbereitung: z.B. Austausch abgenutzter Bürsten, Überprüfung der Abrasivität des Streuguts, Reinigung der Filtrations- und Staubrückgewinnungssysteme und des Oversprays in der Kabine.

Alle von Sensoren, Messinstrumenten und SPSen erfassten Daten werden aufgezeichnet und nachverfolgt, um statistische Analysen zu ermöglichen, Abweichungen zu erkennen und Prozessparameter in Echtzeit zu optimieren. Diese operative Transparenz stärkt die Qualitätskontrolle der Beschichtung und die Kontinuität der Produktion.

Viele dieser Praktiken sind bei Pulver- oder Flüssigverfahren üblich, während sich die Methoden und Zwecke ändern, da Haftung, Dicke und Korrosionsbeständigkeit eng mit der Chemie der Beschichtungen und der Anwendungsmethode verbunden sind.

Zu den grundlegenden Tests gehören:

Andere Tests, die vor allem bei Flüssiglacken erforderlich sind, betreffen den Glanzgrad und die Farbanalyse. Bei der industriellen Flüssiglackierung wird auch der Umweltsicherheit besondere Aufmerksamkeit gewidmet: Die VOC-Richtlinie 1999/13/EG, die in Italien durch das Gesetzesdekret 152/2006 umgesetzt wurde, regelt die Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen – ein Problem, das bei Pulverlacken so gut wie nicht vorkommt, denn hier geht es eher um die Rückgewinnungssysteme für überschüssigen Staub in der Spritzkabine.

Im Hinblick auf Sicherheit und Umwelt unterliegen sowohl die Pulver- als auch die Flüssigbeschichtungsanlagen und -prozesse internationalen Normen (ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001) sowie spezifischen Vorschriften für Lösungsmittel und Pigmente (REACH). Viele in diesem Sektor tätige Unternehmen führen auch Umwelt- und Prozesszertifizierungen durch, die ihr Engagement für eine Industrie mit geringeren Auswirkungen demonstrieren, wie z.B. ISO 50001 für das Energiemanagement. In dieser Perspektive wird die Qualitätskontrolle zu einem integralen Bestandteil einer umfassenderen Geschäftsvision, bei der technisches Know-how und Unternehmenswerte zur Verbesserung der Produktion beitragen.

Diese Normen sind heute der Referenzstandard, der von den wichtigsten europäischen Akteuren in den Bereichen Automobil, Eisenbahn, Energie und Luft- und Raumfahrt übernommen wurde.

Bei der Entwicklung von Eurotherm wird ein Höchstmaß an Aufmerksamkeit auf energieeffiziente und umweltfreundliche Lackiertechnologien gelegt, wobei fortschrittliche Filtersysteme und die Rückgewinnung und Wiederverwendung der beim Trocknen und Aushärten entstehenden Wärme zum Einsatz kommen – wie im Fall des Hochtemperaturofens, der speziell entwickelt wurde, um den Gesamtenergieertrag der Produktionslinie zu verbessern, oder deremissionsfreien Lackieranlage, die in Großbritannien für ein bekanntes Möbelunternehmen installiert wurde.