Ein genauerer Blick auf Gas

Die gaskatalytische Mittelwellen-Infrarothärtung wird aufgrund kürzerer Härtungszyklen und geringerem Platzbedarf im Vergleich zu herkömmlichen Spritzkabinen für Automobillacke adaptiert.

WAS ISTINFRARED?

Infrarotstrahlung (IR) führt zu Energie, die sich schnell in Wellen ausbreitet und in das magnetische Spektrum zwischen sichtbarem Licht und Mikrowellen fällt. Die Wellenlänge und Frequenz der Strahlung beeinflussen die Energie (Temperatur).

In IR-Härtungssystemen, die speziell für die Autoreparaturlackierung konzipiert sind, ist die Energieabsorption durch die Beschichtung die primäre Härtungsmethode, während die Energieübertragung auf das Substrat eine sekundäre Methode zur Härtung sein kann. Herkömmliche Spritzkabinen erhitzen Luft, um Energie auf das Substrat zu übertragen.

IR-Strahlung wird durch die Sichtlinie begrenzt, da sich IR-Energie nur in einer geraden Linie ausbreitet. Aufgrund dieser Einschränkung kann IR-Energie nur von Abschnitten der Komponente absorbiert werden, die der Quelle zugewandt sind. Dies ist ein entscheidender Gesichtspunkt beim Aushärten von Automobilkomponenten, da es sich selten um ebene, gleichmäßige Oberflächen handelt.

Die meisten Automobilkomponenten sind sehr gut darin, Wärme zu leiten. Daher kann Energie entlang des Substrats geleitet werden, wodurch Bereiche außerhalb der direkten IR-Sichtlinie gehärtet werden. Dies ist jedoch ein schlechter Ersatz für die direkte IR-Sichtlinie.

IR-Systeme werden üblicherweise als hohe, mittlere oder niedrige Intensität beschrieben. Dies bezieht sich auf das Energieniveau der Quelle. Hochenergetische/kurze Wellenlängen-IR eignet sich gut für die direkte Energieübertragung auf das Substrat, ist jedoch nicht so effektiv wie die gezielte Absorption von Energie durch die Beschichtung. Niedrigenergie-/Langwellen-IR verliert einen Großteil seiner Energie in Form von Konvektionswärme und ist daher nicht so effektiv.

Mittelenergie/Mittelwellenlänge IR wird am häufigsten zum Aushärten verwendet, da die Energie direkt von der Beschichtung absorbiert werden kann.

Einflussfaktoren, die sich auf die Oberflächenqualität auswirken

Reinheit – Die meisten IR-Quellen emittieren Energie über ein Fremdband und nicht nur bei einer einzelnen Wellenlänge oder Frequenz. Reinheit bezieht sich auf die Breite der Band. Die Reinheit beeinflusst die Aushärtung, da sie den Grad der Durchdringung der IR-Strahlung bestimmt.

Wattdichte – Unter Wattdichte versteht man die an der Oberfläche der Beschichtung verfügbare Energiemenge. Ist die Wattdichte zu hoch, brennt die Beschichtung. Die Wattdichte wird typischerweise durch Erhöhen/Verringern der Anzahl der IR-Emitter oder durch Erhöhen/Verkleinern des Abstands zwischen Emitter und Substrat gesteuert.

GASKATALYTISCHES IR

IR-Strahlung kann sowohl aus elektrischen als auch aus Gasquellen erzeugt werden. Im Falle von elektrischem Infrarot sorgt eine Lampe oder Glühbirne mit einem Glühfaden für die IR-Kurzwellenlänge. Diese Lampen, Glühbirnen und zugehörigen Reflektoren erfordern alle regelmäßige Wartung. Staub- oder Schmutzansammlungen beeinträchtigen die Systemleistung.

Gas-IR-Systeme nutzen eine von zwei Methoden zur Energiebereitstellung. Gaskatalytische Systeme oxidieren die Brennstoffquelle, ohne dass eine Flamme erforderlich ist. Andere Systeme verwenden eine Flamme, um einen Keramikemitter zu erhitzen und so die IR-Strahlung zu erzeugen.

BESCHICHTUNGSFORMULIERUNGEN UND PRODUKTAUSWAHL

In IR-Systemen verwendete Beschichtungsformulierungen sind im Allgemeinen dieselben wie Formulierungen für die reine Konvektionshärtung. Allerdings kann eine Neuformulierung erforderlich sein, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

ÜBERLEGUNGEN ZUR GASKATALYTISCHEN HÄRTUNG

Line-of-SiteCuring– Aufgrund von Standortbeschränkungen ist es für optimale Ergebnisse wichtig, dass der IRemitter zum Substrat zeigt.

Schnellere Aufheizzeiten–Gaskatalytische IR-Härtungssysteme heizen deutlich schneller auf als herkömmliche Konvektionskabinen.

Reduzierung der Schadstoffe– IR-Härtungssysteme erfordern keine hohen Luftströme, wie sie in herkömmlichen Kabinen üblich sind, wodurch die Staub- und Schmutzverschmutzung minimiert wird.

Substrate– Verschiedene Substrate absorbieren IR-Energie unterschiedlich (Emissionsgrad).

CureSpeed/Grad –Gaskatalytische IR-Systeme können Bauteile viel schneller aushärten als herkömmliche Konvektionskabinen, zum Teil weil das System nicht erfordert, dass das Substrat erhitzt wird, bevor der Aushärtungsprozess beginnt. Die IR-Härtung folgt im Allgemeinen der „Regel von 3“. Mit anderen Worten: Für alle drei Minuten, die zum Aushärten mit herkömmlichen Methoden erforderlich sind, kann die Aufgabe durch IR-Aushärtung in einer Minute erledigt werden.

Darüber hinaus ist die Beschichtung nach „Abschluss des Aushärtungsprozesses“ in einer Konvektionskabine möglicherweise nur zu etwa 40–60 % ausgehärtet. Mit IR-Systemen ist es möglich, eine Aushärtung von bis zu 75–90 % zu erreichen, was zu einem Finish führt, das einer echten „vollständigen Aushärtung“ viel näher kommt. Dies ermöglicht eine schnellere Montage der Teile und/oder eine frühere Lieferung an den Kunden.

Energieverbrauch – Bei IR-Härtungssystemen werden keine BTUs verschwendet, um das gesamte Bauteil oder die umgebende Luft zu erhitzen. Ventilatoren, Pumpen und Gebläse werden nicht benötigt, um Verbrennungsluft bereitzustellen, Thermoöl durch Wärmetauscher zu pumpen oder erwärmte Luft um das Substrat herum zu zirkulieren. Darüber hinaus sind IR-Systeme effizienter als Konvektionskabinen, da ein größerer Teil der Energie (Wärme) direkt an das Substrat abgegeben wird.

ABSCHLUSS

Gaskatalytische mittelwellige IR-Härtungssysteme werden für ein breites Anwendungsspektrum adaptiert und eignen sich besonders gut für die Autoreparaturlackierung. Es ist notwendig, einige Einschränkungen zu überwinden, wie z. B. die Standortlinie. Die daraus resultierenden kürzeren Aushärtezeiten, ein verbesserter Aushärtegrad und ein besseres Gesamterscheinungsbild sowie ein geringerer Energieverbrauch machen diese Technologie jedoch attraktiv und werden immer beliebter.

Dieser Artikel wurde von Industrial Finishes & Systems, Inc. gesponsert. Weitere Informationen finden Sie unter www.industrialfinishes.com oder https://industrialfinishes.com/infrared-curing-system/