International Powder Systems

Vortrag anlässlich der Pulvertagung "15. EPS-PRAXIS" in Bad Nauheim
Ist weniger mehr - Oder das neue Farbwechselkonzept der MS Pulveranlage
Henry Marcon, MS Oberflächentechnik AG, CH - 9436 Balgach

Sehr geehrte Damen und Herren,
Ist weniger mehr? Oder wie kommen wir auf dem kürzesten Weg zum Ziel? Diese Fragen standen am Anfang unserer Tätigkeit, eines neuen Farbwechselkonzeptes.
Damit Sie verstehen, was ich meine, sollten Sie etwas über unser Unternehmen wissen: Die MS AG setzt sich aus einem kleinen Team zusammen, die sozusagen in der Pulverküche gross geworden sind. Innovationsfreude und Beweglichkeit haben uns in den letzten 5 Jahren mit MS Applikationsgeräten und Pulveranlagen weiter gebracht.
Als wir uns 1994 entschieden haben, ein neues Pulverkabinenkonzept zu entwickeln, haben wir uns grundsätzliche Fragen gestellt. Zum Beispiel:
Wie sieht die Ideale Pulverkabine aus?
Wir meinen, die Bedürfnisse des Marktes bestimmen die Art der Produkte. Nicht umgekehrt. Nicht die im Markt angebotenen Anlagen sollten das Marschtempo vorgeben, sondern die realen Bedürfnisse der Pulverbeschichter müssen in bedarfsgerechte Lösungen umgesetzt werden.
Doch welche Bedürfnisse und Anliegen der Pulverbeschichter, die sich im heutigen Markt zu behaupten haben sind massgebend?
Der Trend im Markt - individuelle Farben, kleinere Serien, kürzere Termine - das sind die Sorgen vieler Pulverbeschichter.
Flexibität ist bei den Pulverbeschichter vorhanden, aber die Kosten steigen :

• durch die geforderte Farbenvielfalt
• durch Anlagestillstandkosten
• durch grösseren Pulververbrauch, weil durch kleinere Serien weniger auf Rückgewinnung gefahren wird.
• durch mehr Abfallpulver-Entsorgung

Der Markt sucht nach Alternativen, um die Farbenvielfalt schneller und wirtschaftlicher als bisher zu bewältigen. Zwar gibt schon seit längerem Anbieter, die Schnellfarbwechselanlagen anbieten. Für viele Anwender waren die Investitionen für diese Anlagen aber zu hoch oder die Anlagen zu gross. Dazu kommt ein wichtiger Umstand:
Bei 80% des Neubedarfs handelt es sich nicht um Neuanlagen, sondern um Umbauten von bestehenden Anlagen. Hier sind massgeschneiderte Lösungen gefragt, die sich ohne kostspielige Umbauten in das bestehende Betriebskonzept integrieren lassen. Heute gilt: Investitionen müssen sich inerhalb1 bis 2Jahren bezahlt machen.
Diese Aspekte berücksichtigten wir bei der Neukonstruktion der MS Schnellfarbwechselanlage. Was wir uns zum Ziel gesetzt haben ist nicht "die technische Perfektion zum Selbstzweck", sondern die Entwicklung von angepassten Lösungen, die dem Pulverbeschichter eine hohe Wirtschaftlichkeit sowie eine vertretbare Investitionsgrösse und Effizienz seiner Anlage gewährleisten.
Farbwechsel in 15 Minuten oder weniger - ein echtes Kundenbedürfnis
Ein Farbwechsel sollte in weniger als 15 Minuten realisierbar sein. Das war, resultierend aus den Bedürfnissen im Markt, eine der wichtigsten Vorgaben für das Entwicklungskonzept, das wir 1994 in Angriff genommen haben.
Die Voraussetzung für ein Schnellfarbwechselsystem ist ein kurzer Pulverkreislauf. Das heisst, in einer Automatikanlage soll so wenig Pulver wie möglich in Umlauf gebracht werden. Daneben muss die Möglichkeit bestehen, dass auch Kleinserien auf Pulverrückgewinnung gefahren werden können.

Um dieses Ziel zu erreichen, entwickelten wir ein spezielles PVC-Sandwich Kabinensystem.
Kabinenwände und Boden sind aus elektrisch neutralem Material, so dass sich nur sehr wenig Pulver in der Kabine niederschlägt. Das erleichtert die Reinigung schon wesentlich Die Kabine ist begehbar und kann innert 2 bis 3 Minuten manuell durch das Abblasen mit einer Druckluftlanze gereinigt werden.

Das PVC - Sandwich Kabinensystem zeichnet sich aber auch durch weitere Vorteile aus. Die Kabine kann schlanker und somit platzsparender gestaltet werden.

PVC - Sandwich Kabinensystem

Der Beschichter betritt die Kabine nur zum Reinigen, aber nicht zum Pulvern. Dadurch wird eine Gefahrenquelle für Verunreinigungen beim Beschichten eliminiert. Im weiteren hat das PVC Sandwich System den Vorteil, dass der Pulver-Auftragungswirkungsgrad bei Tribo- und MS Coronapistolen höher ist, weil das PVC - Sandwich Kabinensystem sozusagen als Druckelektrode wirkt.

Die rasche manuelle Innenreinigung der PVC Sandwich-Pulverkabine in ca. 2 bis 3 Minuten ist nur eine wichtige Voraussetzung für einen schnellen Farbwechsel.

Alle Stahl- Glas- oder Kunststoffkabinen werden gereinigt und poliert - trotzdem kommen immer wieder Farbverschleppungen vor.

Woher kommen sie?
Und wie lassen sie sich wirksam eliminieren?

Die Ursache solcher Rückstände findet man oft im Pulverkreislauf zwischen Kabine und Zyklon.

zB. Falsch dimensionierte Rohrleitungen, empfindliche Übergänge bei Flanschen, Anschlussrohre und Bögen. Sie sorgen in der Praxis immer wieder für Farbverunreinigungen, weil diese Stellen bei der Reinigung nicht kontrolliert werden können.

Wir haben bei der Konstruktion ein besonderes Augenmerk auf das Rohrleitungssystem und den Zyklon gesetzt, um solche Schwachstellen radikal zu beseitigen.
Die Absaugleitung im Pulverkreislauf, die wir so kurz wie möglich halten, haben wir im Kabinensystem direkt integriert. Als Material verwenden wir ausschliesslich spezielles PVC, so dass auch bei einem Extremfarbwechsel nicht nachgereinigt werden muss.
Pulverrückgewinnung: Mono oder Multizyklon?
Der Wunsch nach einer kompakten Bauweise, hätte für den Einsatz eines Multizyklons gesprochen. Das Problem, das sich uns stellte ist vielen von Ihnen bekannt: Es lässt sich im Markt kein Multizyklon finden, der ohne manuelle Nachreinigung sauber bleibt. Ausserdem kann der Multizyklon bei grösseren Luftleistungen nur bedingt eingesetzt werden. Multizyklone parallel einzusetzen ist für eine schnelle Reinigung absolut unsinnig.
Der Monozyklon hat den Nachteil der Baugrösse. Bei Extremfarbwechsel fanden wir auch keinen handelsüblichen Zyklon, der am oberen Teil (Tauchrohr, Einlauf) sauber bleibt.
Der MS-Monozyklon bekam eine neue spezielle Bauform und ist von oben bis unten konisch. Der Einlauf des Zyklons und der obere Teil wurde so konzipiert, dass er auch bei Extremfarbwechsel nicht gereinigt werden muss. Zudem wird beim
MS-Monozyklon durch die unkonventionelle Bauform ein extrem hoher Wirkungsgrad erreicht.
Am Unterteil des Zyklons wird das Pulver - Rückführsystem pneumatisch angekoppelt. Das eigenständige System besteht aus Siebvorrichtung, Pfropfenfördereinheit mit Steuerung und Reinigungsvorrichtung.
Das zurück gewonnene Pulver wird mit einer Pfropfenförderung in die Pulverküche zurück geführt.

Die Pulverküche
Die vollautomatische Pulverversorgung, das Reinigungssystem für die Pulverförderung, die speziellen Injektoren, alle Schläuche und die Innenreinigung der Pistolen ermöglichen weitgehend automatisierten und sehr schnellen Farbwechsel an der Pulveranlage.
Die Pulverküche besteht aus einem Vibratortisch für alle handelsüblichen Pulvergebinde von 10 bis 100kg Inhalt.
Die Pulverfördereinheiten werden automatisch in das Pulvergebinde eingetaucht und überwacht.
Sie fördern das Pulver direkt zu den Pulverpistolen.
Lediglich die Aussenreinigung der Pulverfördereinheiten erfolgt manuell mit einer Druckluftpistole. Dafür ist eine Absaugung an der Pulverküche vorgesehen, die bei Normalbetrieb mit reduzierter Leistung und nur zur Reinigung mit Volllast gefahren wird.
Die Reinigung der Ansaugsysteme Pulverförderinjektoren, Schläuche und Pistolen funktioniert automatisch auf Knopfdruck.

In der Steuerung integriert ist auch die Reinigung des Pulver-Rückführsystems von Pulverküche bis Zyklon.
Die Injektoren werden ohne Demontage gereinigt.
Dafür haben wir spezielle Injektorleisten entwickelt, damit keine Ablagerungen entstehen können. Über Ventilbatterien werden die Injektoren und Pistolen programmgesteuert gereinigt.
Für längere Farbchargen ist eine Frischpulver-Zudosierung vorgesehen. Das Frischpulver wird über das Rückführsystem gesiebt und mit einer Sondensteuerung dem Pulvergebinde zudosiert.
Wichtig ist die Materialwahl der Pulverschläuche. Bei Tribo - Anlagen empfiehlt sich eine fixe Teflonverrohrung bis vor die Pistolen. Bei Coronapistolen setzen wir Polyuretanschläuche mit spezieller Shorhärte und speziellem Weichmacher ein.

Der Pulverkreislauf ist damit geschlossen: von der Pulverküche zu den Pistolen, von der PVC-Sandwich Kabine mit integrierter Absaugleitung zum Monozyklon - hier wird das Pulver im Rückführsystem gesiebt und gelangt zurück in die Pulverküche.
Der wesentliche Vorteil liegt auch darin, dass Kleinstserien automatisch auf Rückgewinnung gefahren werden. Den der Aufwand zur Reinigung eines Handgerätes ist annähernd der gleiche wie bei 10 Automatik- und 2 Handpistolen.

Vorteile:

• weniger Pulververschmutzung
• mehr Sauberkeit am Arbeitsplatz
• automatische Pulverwechsel
• weniger Personalbedarf
• höhere Produktivität
• spart Zeit und Geld

Nachteile:

• zusätzlicher Luftbedarf
• kurzfristig hoher Luftverbrauch

Doch für ein Schnellen Farbwechsel braucht es noch mehr - Das Drumherum.
zB: Das Anlagen Lay-Out
Die Disposition der Pulveranlage hat System:
Von der Kabine geht es auf kürzestem Weg zum Zyklon - wiederum auf kürzestem Weg zur Pulverküche und auch die kürzeste Führung der Pulverschläuche zu den Pistolen ist massgebend für einen schnellen Farbwechsel.
Bei der manuellen Vor- oder Nachbeschichtung liegt das Cockpit bei der Handöffnung. Der Sichtkontakt vom Standort des Anlagenführers zu den Applikationsgeräten, Steuerschränken und zur Pulverküche vereinfachen den Arbeitsablauf.
Bei einem Reinigungsablauf spielt die Steuerung der Anlage eine wichtige Rolle.
Alle erforderlichen Reinigungschritte werden durch die Steuerung ausgelöst bzw. kontrolliert. Die Hubgeräte und Verschiebeachsen werden in definierte Reinigungspositionen gesteuert.

Die Aussenreinigung der Pistolen erfolgt über Blassdüsen, und dies alles programmgesteuert.
Auch eine Betriebsdatenerfassung mit Auswertung lässt sich ohne weiteres an das Steuersystem ankoppeln.

Die Peripherie
Die Umgebung der Pulverkabine muss aus Qualitätsgründen sauber und staubfrei gehalten werden. Um dies zu erleichtern sind an der Kabine und am Absolutfilter Staubsauger installiert. Damit wird grundsätzlich das Entfernen von Verunreinigungen erleichtert. Die ganzen Absaugeinheiten werden zentral an den Absolutfilter angeschlossen.
Die Stahlkonstruktion der Kabine ist zugleich pneumatische Versorgungsleitung und Druckluftausgleichstank in einem.
Von da aus werden die einzelnen Pressluft-Entnahmestellen angeschlossen.

Fazit
Im Dezember 1994 konnten wir die erste MS Schnellfarbwechsel-Pulveranlage mit einer garantierten Farbwechselzeit von max. 15 Minuten in Welsberg im Tirol installieren.
Notabene auf 1250 Meter über Meer, unseres Wissen eine der höher gelegenen automatischen Pulveranlagen.
Mittlerweile haben wir mehr als ein Dutzend Anlagen für Lohnbeschichter und Produktionsbetrieben realisiert. In allen Fällen kann der Anlagebetreiber einen Extremfarbwechsel
in 10 bis 15 Minuten mit dem
MS Schnellfarbwechselsystem durchführen.

Massgeschneiderte Konzepte
Noch eines vielleicht das wichtigste Merkmal der MS-Pulveranlagen. Unsere Stärke liegt darin, dass wir in der Lage sind, massgeschneiderte Lösungen anzubieten. So können wir auf bestehende Bedürfnisse exakt eingehen und immer wieder innovative Lösungen finden.
Eine Anlage, die wir im Juli dieses Jahres installiert haben, möchten wir kurz mit einem Video vorstellen.
Hr. Zürcher von der Firma Lista wird Ihnen die Anlage vorstellen.