PIB: Von Obliegenheiten bis Closed Loop und KI

Mit rund 230 Teilnehmern war das Praxisforum Industriebeschichtung in der Stadthalle in Wetzlar vom 16. bis 17. November weitgehend ausgebucht, 17 Vorträge aus unterschiedlichsten Themenbereichen erwarteten die Teilnehmer.

Am Vormittag des ersten Tages stand unter anderem guter Korrosionsschutz auf scharfen Kanten auf der Tagesordnung. Der Einführungsvortrag veranschaulichte die Problematik: selbst bei einem zweischichtigen Standard-Aufbau mit Grundierung kommt es je nach Schärfe der Kante nur zu einer minimalen Kantenabdeckung. In einem gezeigten Beispiel trennten die Kante im Querschliff nur 15 μm Decklack von der korrosiven Umgebung, während sich die Grundierung komplett von der Kante zurückgezogen hatte. Solche besonders scharfe Kanten entstehen typischerweise an lasergeschnittenen Oberflächen, wenn keine mechanische Entgratung erfolgt. Sandro Albano von Pulverit präsentierte eine Lösung für solche Fälle: ein Mehrschichtaufbau mit einer hierfür optimierten EP-Grundierung.

Kantenabdeckung ohne Entgraten

So zeigte er einen Querschliff, auf dem 140 μm Grundierung direkt über der Kante zu sehen war – fast genauso viel wie auf den flachen Bereichen. Trotz einer starken Kantenverrundung durch die Grundierung zeigte der Decklack Kantenflucht und erreichte nur 25 μm. Albano präsentierte außerdem die ultimative Kante: eine Rasierklinge. An der Klingenkante zeigte der Querschliff eine beachtliche Gesamtschichtdicke von 61 μm. Die in der Grundierung zur Erreichung dieser Eigenschaften verwendeten Endurance -Plättchen richten sich im Lackfilm überwiegend horizontal zum Substrat aus, stellen Diffusionsbarrieren dar – erhöhen also den Korrosionsschutz – und reduzieren die Neigung zur Kantenflucht durch Veränderungen der Thixotropie. Somit ist es vorstellbar, statt mechanischer Nacharbeit die Endurance Grundierung einzusetzen.

Kapazität steigern durch NT-Systeme

Die Preisentwicklung bei den Energieträgern Strom und Gas ist schwer vorherzusehen, jedoch ist zu erwarten, dass die Tendenz mittelfristig nach oben zeigt. Durch diese Rahmenbedingungen steigt die Attraktivität von Niedrigtemperatur-Pulverlacksystemen, denn sie ermöglichen es, entweder das gleiche Beschichtungsvolumen bei niedriger Temperatur zu vernetzen oder ohne weitere Veränderungen an Anlage und Ofen den Durchsatz zu erhöhen.

Diesbezüglich präsentierte Andreas Gehling von IGP den hochreaktiven Pulverlack IGP-Dura one, der ab 15 Minuten bei 160°C oder ab drei Minuten bei 190°C fertig eingebrannt sein kann – die realen Zeiten hängen natürlich von den Bauteileigenschaften wie Wandstärke und Geometrie einer konkreten Anwendung ab. Laut Fallstudien von IGP lassen sich mit dem NT-Pulverlack bei einer Temperaturdifferenz von 20°C Einsparungen von 15 Prozent erzielen. Darüber hinaus zeigt sich der Pulverlack überbrennstabil – selbst nach 30 Minuten bei 210 °C sind die Ergebnisse vor allem bei den Varianten 'seidenglänzend' und 'matt' sehr gut, auch bei Feinstruktur halten sich die Farbtonabweichungen auf niedrigem Niveau. Die Glanzabweichungen bei bis zu zehn Minuten bei 190°C sind ebenfalls zufriedenstellend.

Damit verspricht das NT-System eine gute Robustheit für den Beschichtungsalltag. Das IGP-Dura one Lacksystem wurde außerdem bereits nach GSB Florida 1 und QC Klasse 1 zertifiziert.

Schwierig: Schichtdickenmessung auf Kanten

Nach der ersten Kaffeepause ging es um die berührungslose Schichtdickenmessung. Neben den bekannten Vorzügen der berührungslosen Schichtdickenmessung vor dem Einbrennen wurde hier als Neuheit die bildgebende Schichtdickenmessung im Kantenbereich von Prof. Dr. Nils Reinke von Coatmaster vorgestellt. Denn mit punktuellen Messungen im Bereich von Kanten ist es schwierig bis unmöglich, ohne Querschliffe solide Aussagen zu den Schichtdicken in den kritischen Bereichen einer Bauteilkante zu treffen.

Demgegenüber erlaubt die bildgebende Kantenanalyse zum Beispiel mit einem Coatmaster 3D die Bewertung einer kompletten Bauteilkante. Die ortsaufgelöste Analyse kann zudem helfen, die Ursache von Soll-Schichtdickenabweichungen bei der Bauteilgeometrie oder dem Beschichtungsprozess zu finden.

Ein weiterer Vortrag adressierte das Thema Carbon Footprint und wie der Chemielieferant Kluthe intensiv daran arbeitet, die entsprechenden Daten und Informationen aufzubereiten und seinen Kunden zur Verfügung zu stellen.

Systematische Optimierung von Beschichtungsprozessen

Dirk Michels vom Fraunhofer IPA ging in seinem Vortrag auf alle wichtigen Aspekte bei der Optimierung der Energieeffizienz eines Lackierprozesses ein. Die Basis für eine systematische Optimierung der Energieeffizienz bilden die Randbedingungen wie zum Beispiel die 31. BlmSchV, deren Novellierung dieses Jahr erwartet wird. Außerdem die TA-Luft und weitere Verordnungen.

Selbstverständlich müssen auch die jeweiligen Qualitätsanforderungen einbezogen werden. Hier ist die Vermeidung von erhöhtem Ausschuss und Nacharbeit ein wichtiger Aspekt, denn eine 100-prozentige First-Run-OK-Quote liefert energetisch betrachtet ein Optimum. Michels zeigte auch, dass seit 1990 der gesamte Energieverbrauch in Deutschland um zwölf Prozent abgenommen hat. Wobei Industrie und Gewerbe hier deutlich mehr Einsparungen lieferten, als private Haushalte und der Verkehr. Sollen tatsächlich die maximalen Einsparpotenziale erkannt und in einer sinnvollen Reihenfolge umgesetzt werden, ist eine fundierte Ist-Analyse notwendig. Diese muss jedoch nicht zwangsläufig automatisiert und damit sehr aufwändig und teuer erfolgen. Stromzangen, das Typenschild und berührungslose Temperaturmesstechnik können vor allem in kleineren Unternehmen schon dabei helfen, ein Lagebild zu zeichnen.

Michels ging außerdem auf alternative Energieträger und deren Zukunftsfähigkeit ein. Deutlich wurde dabei, dass mit Ausnahme von Strom der Reifegrad von nicht CO2-emittierenden Energieträgern gering oder die Einsatzbereiche sehr limitiert sind.

Eine wichtige Rolle bei der Optimierung spielt die Geometrie des Werkstücks, seine Position und Belegung auf dem Warenträger, aber auch das Lackmaterial. Erheblichen Einfluss hat naturgemäß die Pulverkabine selber, die Luftströmung, Kabinengeometrie und die Applikationstechnik samt Parametern. Am Beispiel der Trocknung zeigte Michels die Verlustpotenziale auf, wobei der Energieaustrag durch massive Werkstücke von bis zu 40 Prozent durchaus überraschen kann, auch der Austrag durch das Transportsystem ist mit bis zu 20 Prozent keinesfalls zu vernachlässigen. Viel Potenzial haben auch die Verluste bei Ein- und Ausfahrt aus dem Ofen, die mit bis zu 15 Prozent erheblich sein können. Hier können meist relativ einfache Maßnahmen wie eine Anpassung der Öffnungsquerschnitte an die Bauteile oder eine reduzierte Öffnungsdauer, sowie der Einbau von Luftschleusen viel möglich machen. Dass bei fehlender Wärmerückgewinnung bis zu 50 Prozent Energie mit der Abluft verschwinden, ist dagegen nicht wirklich überraschend. Nicht zu unterschätzen sind Verluste durch fehlende oder defekte Isolationen und Dichtungen, diese können bis zu 15 Prozent betragen.

Michels berichtete außerdem, dass es in den Betrieben längst nicht die Regel ist, dass Kanäle oder Heizregister isoliert sind. Am Beispiel des Lohnbeschichters Michels zeigte er konkret, dass durch sieben vom Aufwand her durchaus vertretbare Maßnahmen rund 270 MWh Energie pro Jahr eingespart werden konnten, was 83 Tonnen CO2 pro Jahr entspricht.

Mikrogasturbinen als KWK

Interessant war die Vorstellung des Konzeptes der Mikrogasturbinen im Zusammenhang mit der Kraft-Wärme-Kopplung, KWK. Während üblicherweise gasgetriebene Kolbenmotoren hierfür eingesetzt werden, bieten Mikrogasturbinen den Vorteil, bis zu 300°C heißes Abgas zu liefern, mit dem Pulveröfen direkt beheizt werden können. Bei richtiger Auslegung bieten solche Turbinen deshalb einen ausgezeichneten Wirkungsgrad in Bezug auf die Ausnutzung des Brennstoffes. Die vorgestellten Capstone Mikrogasturbinen bieten laut Hersteller je nach Modell eine Gesamteffizienz von bis zu 85 Prozent. Darüber hinaus gibt es nur ein bewegtes Teil – den Turbinenläufer –, die Turbinen sind wartungsarm und erzeugen keinen Körperschall wie ein Kolbenmotor. Perspektivisch ist auch eine Umrüstung auf Wasserstoff möglich.

KI und Closed Loop in der Praxis

„Von der Papierakte zur Cloud“ lautete der Titel des Vortrages von Rainer Gruber von Surface Solutions. Der Vortrag zeigte, dass es inzwischen mithilfe von angelernter KI sogar möglich ist, handgefertigte Skizzen von zu beschichtenden Bauteilen mit Dimensionsangaben automatisiert zu lesen und in die Kalkulation zu übertragen oder Auftragsdaten automatisiert aus Kundenemails auszulesen. Weiterhin wurde von Manuel Kluckner von der MS Oberflächentechnik AG die erfolgreiche Anwendung einer Closed-Loop- Regelung mit einem Handgerät bei dem österreichischen Beschichter Reku Color GmbH vorgestellt. Den ausführlichen Beitrag hierzu lesen Sie ab Seite 22, ein Video samt ausführlichen Interviews mit dem Betriebsleiter und einen Anlagenrundgang finden Sie denächst auf mo TV.

Ein externer Blick auf die Abläufe im eigenen Unternehmen kann viel Verbesserungspotenzial aufzeigen, das ist bekannt. Die Kosten und die Unsicherheit, wen man fragen soll, halten jedoch viele davon ab, es zu versuchen. In diesem Zusammenhang stellte Markus Vüllers bürokratiearme Fördermöglichkeiten vor, um den ersten Schritt zu erleichtern und Hemmungen zu reduzieren.

Ein Blick von außen

Das Thema Fachkräfte und Ausbildung behandelte Markus Single von der Gottlieb Daimler Schule GDS1. Er ging auf die Problematik ein, dass 2022 14 Prozent weniger Ausbildungsverträge als vor zehn Jahren abgeschlossen wurden. Eine Entwicklung, die unter anderem damit zusammenhängt, dass immer mehr Schüler Abitur machen und anschließend keine Lust auf eine Ausbildung haben. Deshalb sind neue Wege bei der Rekrutierung von Azubis notwendig. Die Schwierigkeiten des industriellen Lebens zeigten sich in einem Versuchsprojekt der GDS1, bei dem eine Gruppe angehender Techniker die Korrosionsbeständigkeit von Beschichtung und Vorbehandlung bei sechs verschiedenen Fügeverfahren untersuchen sollten. Das anspruchsvolle Projekt mussten elf Schüler mit unterschiedlicher Erfahrenheit und Qualifikation von vorne bis hinten organisieren und durchführen, sodass das Projekt in mehrerlei Hinsicht zu einer Herausforderung wurde. Das ausführliche Interview mit Markus Single und zwei angehenden Technikern, die das Projekt auf dem PIB präsentiert haben, finden Sie unter moTV bei dem Video-Nachbericht der Veranstaltung.

In der Diskussion wie auch in den Pausen zeigte sich, dass das Thema Fachkräftemangel an Dramatik gewinnt und die Pulverbeschichtungsbranche leider nicht sehr weit oben auf der Favoritenliste der jungen Menschen steht. Es gibt Betriebe, die das ganze Jahr keine einzige Bewerbung erhalten haben.

Kniffelige und bisweilen aufregende Schadensfälle

Am Vormittag des zweiten Tages lag ein Fokus auf Schadensfällen, zum einen berichtete Ernst-Hermann Timmermann von der DFO über interessante Schadensfälle und schilderte auch amüsante Anekdoten, aus denen sich mitunter anschließende nervenzehrende Gerichtsprozesse. ergaben.

Dr. Benjamin Fiedler vom IFO Institut für Oberflächentechnik GmbH und der unabhängige Versicherungsmakler Sven Hoffmann behandelten das Thema Reklamationen und das richtige Verhalten gegenüber Versicherungen. Fiedler machte deutlich, dass die Problematik für viele Betriebe das ungünstige Verhältnis zwischen Auftragswert und Schaden darstellt. Abgesehen von rein dekorativen Schadensfällen stellen häufig die unterschätzte Korrosionsbelastung im Einsatz und dementsprechend Schwachstellen im Korrosionsschutzkonzept neben Verfahrensfehlern bei der Beschichtung und Vorbehandlung regelmäßig die Ursache von Reklamationen dar. Auch – und hier liegt die Tücke im Detail – vom Kunden verlangte aber für den Einsatzzweck ungeeignete Lacksysteme können zum Problem werden, Stichwort Beratungspflicht seitens des Beschichters.

Was zu tun ist, damit Versicherungen wirklich zahlen

Wenn solche Schäden auftreten, kann es für Unternehmen buchstäblich lebensrettend sein, entsprechend versichert zu sein.

Doch Versicherungen versuchen durchaus auch, die Leistungspflicht für Schäden abzuweisen, hierfür können kleinere Formfehler oder Pflichtverletzungen im Bereich der Obliegenheiten der Versicherten reichen. Als Obliegenheiten bezeichnen Versicherungen Kommunikations- und Verhaltensregeln, die Versicherte im Schadensfall einhalten müssen. Sven Hoffmann zeigte insbesondere, wie leicht Betriebe meist aus gutem Willen und um den Ärger mit den Kunden klein zu halten ihre Obliegenheiten als Versicherungsnehmer verletzen. Als sehr gefährlich ist hier ein implizites Schuldanerkenntnis zu sehen, was dem Versicherer sofort eine „du kommst aus der Leistungspflicht-frei“-Karte zuspielt.

Schon eine Ersatzlieferung kann als solches Schuldanerkenntnis gewertet werden. Sollte ein Kunde auf eine kurzfristige Lieferung ordnungsgemäßer Teile bestehen, empfehlen sowohl Dr. Fiedler als auch Hoffmann immer eine neue Bestellung auszulösen und gegebenenfalls die Verrechnung bis zur Klärung des Sachverhaltes aufzuschieben. Die Diskussion in den Pausen zeigte, dass genau das in der Praxis nicht so einfach ist, insbesondere, wenn sich der Kunde mitunter auch aus verwaltungstechnischen Gründen dagegen sträubt.

Nicht jedem bewusst ist auch, dass Versicherungsnehmer schon dann die Versicherung informieren müssen, wenn eine Reklamation vorliegt und noch gar nicht sicher ist, dass daraus tatsächlich ein Schadensfall für das Unternehmen erwachsen wird. Entscheidend ist, dass der Versicherungsnehmer im Falle einer sich anbahnenden gerichtlichen Auseinandersetzung keine eigenen Initiativen entfaltet und die Führung des Verfahrens vollständig dem Versicherer überlässt.

Selbst wenn Versicherungen in der Praxis nicht ständig alle Optionen zur Abwehr einer Regulierung nutzen und vor allem bei kleineren Schäden durchaus auch mal ein Auge zudrücken – spätestens bei teuren Großschäden steigt die Wahrscheinlichkeit, dass alle Chancen zum Ausstiegs aus der Leistungspflicht ausgeschöpft werden.

Mikrobielle Kontaminationen beherrschen

Probleme mit mikrobiellen Kontaminationen sind etwas, worüber niemand gerne spricht. Umso bemerkenswerter war es, dass Holger Herget für die MPL GmbH, die zwei Beschichtungsanlagen betreibt und seit 33 Jahren am Markt ist, in einem Vortrag aus eigener Erfahrung berichtete, wie hartnäckig solche Probleme sein können, und wie es letztendlich gelang, diese in den Griff zu bekommen. Ausgangspunkt waren unerklärliche Fehlerbilder auf der Oberfläche, die sich später auf Bakterienbefall in den Vorbehandlungsbädern und dem Verdampfer zurückführen ließen. Dabei zeigten sich große Unsicherheiten bei der Bestimmung der Verkeimung, deshalb wurde ein Forschungsprojekt mit der TH Ulm, der Uni Potsdam sowie der DOK-Chemie gestartet. Dabei sollten sowohl entsprechende Sensorik und physikalische Behandlungsansätze entwickelt werden, aber auch Biozide, die für die spezifische Prozessumgebung in der Pulverbeschichtung optimiert sind. Getestet wurden auch unterschiedliche LED Arrays und UV-Lampen. Dabei zeigte sich, dass die tatsächliche Wirksamkeit solcher Strahlungsquellen unbedingt überprüft werden muss.

Insbesondere die Kombination von UV-Lampen und abgestimmter bakterizid-haltiger Chemie zeigte sich im Falle der MPL Pulverbeschichtung als zielführender Ansatz. Weitere interessante Versuchsergebnisse stellte Dirk Lautenschläger von der DOK Chemie bezüglich der antimikrobiellen Beschichtung von Behälterwänden vor, um die Bildung von Biofilmen zu vermeiden. Wichtig ist im Falle biologischer Probleme eine regelmäßige Überwachung der mikrobiellen Aktivität, wozu sich im Rahmen dieses Projektes die ATP-Messung als gute Möglichkeit gezeigt hat, schnell und sicher den Verkeimungsgrad zu bestimmen.

Fazit

Sowohl die Teilnehmer als auch die etwa 45 Aussteller zeigten sich sehr zufrieden mit dem Verlauf der Veranstaltung und dem fachlichen Austausch.

Autor: CB

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