Die Entwicklung eines neuen Lacksystems ist eine komplexe Aufgabe. Neben Farbe, Farbton, Viskosität, Oberflächeneigenschaften und chemischer Zusammensetzung muss auch das Verhalten des Materials bei der Applikation berücksichtigt werden.
Ein Lack, der im Labor die gewünschten Materialeigenschaften besitzt, erzeugt mit den vorhandenen Zerstäubern deshalb noch lange nicht die gewünschte Spraystruktur.
Nach jeder wesentlichen Änderung eines Lacksystems müssen häufig auch die Applikationsparameter neu bestimmt werden. Bei Rotationszerstäubern sind das zum Beispiel Drehzahl, Materialfluss, Lenkluft und weitere Prozessparameter.
Die Abstimmung dieser Größen erfordert umfangreiche Versuchsreihen und viel Erfahrung.
Das Spray als gemeinsame Bewertungsgröße
Ein Ansatz besteht darin, nicht nur die einzelnen Maschinenparameter zu betrachten, sondern deren Ergebnis direkt zu messen: das erzeugte Spray.
Untersucht werden können insbesondere:
- Tropfengröße,
- Tropfengeschwindigkeit,
- räumliche Unterschiede im Spray,
- optische Eigenschaften der Tropfen und
- Veränderungen der Materialcharakteristik.
So entsteht eine gemeinsame Messgröße, mit der sich unterschiedliche Lacke und unterschiedliche Einstellungen eines Rotationszerstäubers miteinander vergleichen lassen.
LSS4 und ParticleTensorAI® für erweiterte Untersuchungen
Für Forschungs- und Entwicklungsaufgaben eignet sich die Mehrkanal-Messsonde LSS4.
Mehrere optische Signale eines einzelnen Tropfens liefern zusätzliche Informationen über seine Bewegung und seine optischen Eigenschaften. In Verbindung mit ParticleTensorAI® werden die kontinuierlich erfassten Signale als mehrdimensionale Datensätze verarbeitet.
Damit lassen sich unterschiedliche Lacksysteme und Zerstäubungsbedingungen detailliert miteinander vergleichen – besonders dann, wenn neben Größe und Geschwindigkeit auch materialabhängige Unterschiede untersucht werden sollen.
Werden vor allem Tropfengröße, Geschwindigkeit und die zeitliche Stabilität des Sprays benötigt, kann alternativ SprayQuantAI® eingesetzt werden.
Tropfengröße und Geschwindigkeit gemeinsam betrachten
Die Wirkung eines Tropfens im Lackierprozess hängt nicht nur von seinem Durchmesser ab, sondern auch von seiner Geschwindigkeit.
Aus Tropfengröße und Geschwindigkeitsvektor lassen sich weiterführende Größen ableiten, die die Dynamik des Sprays beschreiben.
So können verschiedene Betriebspunkte eines Rotationszerstäubers nicht nur anhand einzelner Maschinenparameter, sondern anhand des tatsächlich erzeugten Tropfenkollektivs verglichen werden.
Zielwerte für die Lackentwicklung
Wird für einen bestehenden, gut funktionierenden Beschichtungsprozess ein geeigneter Sprayzustand bestimmt, kann dieser als Referenz dienen.
Bei der Einführung eines neuen Lacksystems werden die Zerstäuberparameter dann so angepasst, dass wieder ein vergleichbarer Sprayzustand erreicht wird.
Die Fragestellung in der Entwicklung verändert sich damit von
„Welche Einstellungen funktionieren mit diesem Lack?“
zu
„Mit welchen Einstellungen erreichen wir den gewünschten Sprayzustand?“
Die optische Spraymessung liefert dabei während der Versuche unmittelbares Feedback. Parameteränderungen lassen sich sofort bewerten, unnötige Versuchsschritte werden vermieden.
SprayQuantAI® und ParticleTensorAI® helfen so, die Entwicklung und Inbetriebnahme neuer Lacksysteme systematischer und datenbasiert durchzuführen.