Bei der Pulverbeschichtung von Aluminium muss das Aluminium zunächst gereinigt werden. Dann sprühen Sie trockenes Pulver darauf. Danach wird es im Ofen gebacken, um das Pulver zu schmelzen. Schließlich lässt man es abkühlen. So entsteht eine starke, schützende Oberfläche. Es können verschiedene Farben des Pulvers verwendet werden. Die Beschichtung ist robust und hält lange Zeit.

Dieser Artikel hilft Ihnen, geeignete Aluminium-Pulverbeschichtungstechniken zu entdecken. Lernen Sie die verschiedenen Vorteile und die Vielseitigkeit der Anwendungen kennen.

Was ist Pulverbeschichtung?

Im Allgemeinen werden Pulverbeschichtungsverfahren mit der Trockenbearbeitung in Verbindung gebracht. Diese Art von Spezialpulver wird normalerweise hergestellt aus HarzePigmente, und Zusatzstoffe.

Das Harz macht in diesem Fall etwa 50-60 % des Pulvers aus. In der Zwischenzeit tragen die Pigmente zur Herstellung der Farbe bei und nehmen 20-30% ein.

Zusatzstoffe verbessern absichtlich die Konsistenz, so wie es auch die Fließmittel tun. Es braucht 5-10 %. Die elektrostatische Aufladung hilft bei der gleichmäßigen Abdeckung von Oberflächen mit guter Pulverhaftung. Hierfür gibt es eine Sprühpistole. Diese dient dazu, die Pulverpartikel mit einer Hochspannung von 30-100 kV negativ aufzuladen.

Der Prozess wird durch die Erdung des Werkstücks vorangetrieben. Dadurch ziehen die Gegenstände geladene Teilchen an. So bleibt das Pulver gleichmäßig haften.

Arten der Pulverbeschichtung

• Duroplastisches Pulver
• Thermoplastisches Pulver

Duroplast-Pulver

Zu den duroplastischen Pulvern gehören Epoxid, Polyester, Acryl und Polyurethan.

• Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit (bis zu 250°F) sind die Eigenschaften von Epoxidharz, die es für Geräte geeignet machen.
• Polyester hält die Auswirkungen der UV-Strahlung wirksam ab und ist am besten für Objekte im Freien geeignet. Diese Beschichtung hält 10-15 Jahre im Freien.
• Acryl eignet sich mit seiner glänzenden Oberfläche hervorragend für Automobilteile.
• Polyurethan ist in der Regel schwer zu handhaben und eignet sich daher ideal für industrielle Geräte.

Thermoplastische Pulver

Das Nylon und das Polyethylen bilden thermoplastische Pulver.

Nylon kann die Abnutzung von Ausrüstung wie Zahnrädern verhindern. Das liegt daran, dass es eine gute Zugfestigkeit von 8.000-12.000 psi aufweist.

Polyethylen ist unempfindlich gegen Feuchtigkeit und wird häufig für Rohre verwendet.

Vorteile der Pulverbeschichtung von Aluminium

1. Korrosionsbeständigkeit

Der Grund, warum beschichtete Aluminiumteile nicht korrodieren, ist, dass die Pulverbeschichtung auf zwei Arten funktioniert. Eine davon ist der Barriereschutz und die andere der elektrochemische Schutz.

• Der Barriereschutz verhindert, dass Feuchtigkeit, Wasser oder Chemikalien in das Innere der Stoffe gelangen.
• Der elektrochemische Schutz soll das Rosten von Teilen verhindern. Zu diesem Zweck blockiert er elektrische Ströme.

Verschiedene Arten von Beschichtungen bieten unterschiedliche Schutzniveaus. Bei Salzsprühnebeltests beispielsweise halten Epoxidbeschichtungen etwa 1.000-1.500 Stunden.

Polyesterbeschichtungen bleiben dagegen etwa 500-1.000 Stunden lang unversehrt.

Der Zweck der Salzsprühnebeltests besteht darin, die tatsächliche Fähigkeit von Beschichtungen, Rost zu verhindern, zu ermitteln.

2. Dauerhaftigkeit und Langlebigkeit

Die Pulverbeschichtung von Aluminium ist 100% wirksam, um sie vor Abrieb, Kratzern und Stößen zu schützen. Deshalb wird das Objekt langlebig.

Abriebfestigkeit

Das beschichtete Teil wird auf seine Abriebfestigkeit geprüft. Im Moment wird ein Taber-Abriebtest durchgeführt.

Kratzfestigkeit

Die Kratzfestigkeit kann mit einem Bleistifthärtetest überprüft werden.

Stoßfestigkeit

Prüfung der Stoßfestigkeit mit fallendem Gewicht. In diesem Test wird analysiert, dass die Beschichtung einem Aufprall von 160 in-lbs standhalten kann.

Zeitpläne für die Aushärtung

Neben diesen Eigenschaften ist der Aushärtungszeitplan auch für die Haltbarkeit und Langlebigkeit von Bedeutung.

Zum Beispiel, wenn die Aushärtungstemperatur ihren 1 Zyklus beendet, zeigt es die Verbesserung der Härte von 2024-T3 Aluminium.

Die Position des Zyklus 5 zeigt, wie er die mechanischen Eigenschaften stabilisiert und eine lang anhaltende Leistungsfähigkeit gewährleistet.

UV-beständig

Die Pulverbeschichtung schützt Objekte vor UV- und Witterungseinflüssen. Es gibt QUV-Tests, um die Dauerhaftigkeit von Polyesterbeschichtungen zu prüfen. Diese können jahrelang standhalten, ohne zu verblassen.

3. Ästhetik

Es gibt viele Dinge, die eine Beschichtung auf einer Oberfläche bewirken kann, um deren Ästhetik zu verbessern. Zum Beispiel Farben, Texturen und Glanzgrade.

Das Metallic-Finish und die Perlglanzpigmente sorgen für einen beeindruckenden Look. Die glänzende Wirkung reicht von matt 10% bis hochglänzend 90%.

4. Vorteile für die Umwelt

Ein weiterer Vorteil der Beschichtung könnte in ihrer Umweltfreundlichkeit liegen. Die Wahrscheinlichkeit, dass flüchtige organische Verbindungen (VOC) freigesetzt werden, ist sehr gering.

Flüssiglacke setzen jedoch 3,5-4,5 Pfund VOC pro Gallone frei.

Außerdem kann das nicht verwendete Pulver wieder in den Prozess eingebracht oder recycelt werden. Das Personal kann etwa 95% Overspray wiederverwenden.

5. Kosten-Wirksamkeit

Die Arbeit mit Pulverbeschichtungen ist einfacher als die mit flüssigen Materialien. Der Prozess ist schneller, verbraucht weniger Material und benötigt weniger Arbeiter. All diese Faktoren machen es viel billiger, etwa 20-30% als Flüssigbeschichtung.

Vorbereitung von Aluminium für die Pulverbeschichtung

Reinigung und Entfettung:

Sie müssen sicherstellen, dass die Aluminiumoberflächen keinen Schmutz, keine Ablagerungen oder andere unerwünschte Elemente enthalten.

In diesem Fall dienen verschiedene Reiniger zur Reinigung der Gegenstände. Öl und Schmutz können zum Beispiel mit alkalischen Reinigern entfernt werden. Sie treten bei einem pH-Wert von 10-12 auf.

Saure Reiniger entfernen rostige Teile des Objekts und deren Zunder. Sie wirken bei einem pH-Wert von 1-3.

Lösemittelhaltige Reiniger reinigen schwere Öl- und Fettflecken gut ab. Sie verflüchtigen sich in ca. 5-10 Minuten.

Schleifen und Strahlen:

Nach der Reinigung können Sie die Oberflächen durch Schleifen oder Strahlen aufrauen. Wählen Sie beim Strahlen eine Korngröße zwischen 60 und 120.

Um starken Rost zu entfernen, verwenden Sie eine gröbere Körnung (60-80). Um Oberflächen zu glätten, verwenden Sie feinere Körnungen (100-120).

Strahlmittel

Als Strahlmittel werden Sand (für starken Rost), Stahlkorn (für harte Oberflächen) und Aluminiumoxid (für zerbrechliche Objekte) verwendet.

Der Zweck von Strahlmitteln besteht darin, die Oberfläche so vorzubereiten, dass Beschichtungen gut haften. Zu viel Strahlen macht Aluminium jedoch dünn oder zu rau.

Chemische Vorbehandlung

Chromatin:

Das Chromatieren funktioniert mit Chromoxid. Es führt zu feinen und dünnen Schichten von bis zu 0,1-0,5. Die Farbtöne, die dabei entstehen, können gelb, grün oder klar sein. Dieses Verfahren kostet nicht viel, ist aber etwas weniger haltbar.

Eloxieren:

Beim Eloxieren wird elektrischer Strom verwendet. Dadurch entsteht eine dicke Oxidschicht von 5-25 Mikrometern. Es lohnt sich, Teile haltbar zu machen, aber die Kosten sind höher.

Die Bedeutung einer ordnungsgemäßen Oberflächenvorbereitung

Unzureichende Reinigungsverfahren führen zu Beschichtungsfehlern. In diesem Fall kommt es zu Abblättern, Blasenbildung oder ungleichmäßiger Deckkraft und Porosität, selbst wenn die aufgetragenen Beschichtungen von hoher Qualität sind. Dann wird es schwieriger, Haltbarkeit und Leistung zu erhalten. Aus diesem Grund ist die richtige Vorbereitung sehr wichtig.

Pulverbeschichtungsverfahren für Aluminium

Die fünf wichtigsten Schritte der Aluminium-Pulverbeschichtung sind:

• Vor-Behandlung
• Anmeldung
• Aushärtung
• Kühlung
• Qualitätskontrolle

1. Vor-Behandlung:

Die Verunreinigungen (Staub, Öl und Rost), die ein hergestelltes Teil enthält, verursachen tatsächlich Probleme bei der Beschichtung. Stellen Sie daher sicher, dass die Oberflächen sauber sind.

Von den verschiedenen Möglichkeiten entfernen alkalische Lösungen leicht Öl und Schmutz. Saures Ätzen hilft, Rost loszuwerden.

Aber wenn es darum geht, die Klebrigkeit zu verbessern, sind chemische Reaktionen wie die Phosphatierung gut geeignet. Sie können dicke Schichten von etwa 1-3 Mikrometern erzeugen.

Strahlmittel wie Sand oder Stahlkorn ermöglichen es, die Oberfläche zu schrubben, wodurch ein Profil von 1,5 bis 4 Millimeter (38 bis 102 mm) aufgeraut wird. Aufgerauhte Oberflächen halten Beschichtungen gut.

2. Anwendung:

Elektrostatische Sprühpistolen wie Corona und Tribo sind zwei verschiedene Möglichkeiten, um Pulver aufzutragen.

Korona-Kanonen arbeiten mit Spannung, Tribos mit Reibung, um Partikel aufzuladen.

Bei beiden Verfahren wird die Pulverbeschichtung gleichmäßig aufgetragen und eine Schichtdicke von 2-4 mil (50-100 Mikrometer) erreicht.

Halten Sie jedoch den Luftdruck und den Pulverdurchsatz unter Kontrolle, um eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten.

Vorteile:

Der Grund dafür, dass komplex geformte Teile gleichmäßig bedeckt werden, ist, dass die Beschichtungen gut funktionieren.

Benachteiligungen:

Der Umgang mit Spannung und Entfernung muss angemessen berücksichtigt werden.

3. Aushärten:

Nach dem Auftragen des Pulvers erfolgt der Backvorgang. Dabei erwärmt das Personal das Objekt in einem Ofen oder verwendet Infrarotstrahler (IR-Strahler).

Wenn das Pulver duroplastisch ist, härtet es bei 300-400°F aus, was 10-20 Minuten in einem Ofen dauert. Die Vernetzung bewirkt, dass die Beschichtung härter und haltbarer wird.

Umgekehrt schmilzt diese Art von thermoplastischem Pulver normalerweise bei 350-450°F. Sie verschmelzen zu einer glatten Schicht.

Bei der IR-Methode erwärmen die Strahlen das Teil schnell, in nur 2-5 Minuten.

Grundsätzlich sind die Aushärtungspläne die Parameter, die den Härtegrad beeinflussen. Sie reichen normalerweise von 2H bis 9H auf der Bleistifthärteskala.

Temperaturkontrolle und Luftfeuchtigkeit

Die ungeeignete Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind die Hauptprobleme, mit denen man beginnen muss. Dies führt schließlich dazu, dass die Beschichtung bei Überhitzung verbrennt oder bei zu geringer Hitze unvollständig aushärtet.

Außerdem muss die Feuchtigkeit unter 50% kontrolliert werden, um Defekte zu vermeiden.

4. Kühlung und Handhabung:

Um genaue Ergebnisse zu erzielen, müssen die ausgehärteten Teile einem Abkühlungsprozess unterzogen werden.

Methoden der Kühlung

Die Kühlung erfolgt in der Regel nach zwei Methoden. Das ist die Luftkühlung und die Wasserabschreckung.

Die Luftkühlung dauert 10-15 Minuten. In der Zwischenzeit ist das Abschrecken mit Wasser die schnellste Methode, kann aber einen Temperaturschock verursachen.

Handhabung:

Behandeln Sie beschichtete Aluminiumteile mit Vorsicht. Außerdem können Sie Handschuhe tragen und gepolsterte Gestelle verwenden. Diese Handhabungstechniken vermeiden Kratzer oder Dellen.

5. Maßnahmen zur Qualitätskontrolle:

Qualitätskontrolltests stellen sicher, dass die beschichteten Teile die angegebenen Standards erfüllen. Sie umfassen:

• Schichtdicke: Das Schichtdickenmessgerät hilft bei der Messung der Schichtdicke der Beschichtung. Der ideale Bereich fällt unter 2-4 Meilen.
• Haftvermögen: Mit einem Gitterschnitttest wird geprüft, wie gut die Beschichtung auf Oberflächen haftet. Sie darf sich nicht ablösen, um diesen Test zu bestehen.
• Stoßfestigkeit: Bei der Fallgewichtsprüfung wird gemessen, wie stark ein beschichtetes Teil auf einen Schlag reagiert.
• Salzsprühtests: Er prüft die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium.

Allgemeine Anwendungen der Aluminium-Pulverbeschichtung

Architektonische Komponenten:

Die UV-Strahlen und die Witterungsbeständigkeit machen die Pulverbeschichtung ideal für Vorhänge, Wände und Handläufe.

Es verblasst nicht und hält länger. Auch ihre Farboptionen und Ausführungen tragen zu einem schönen Erscheinungsbild bei.

Autoteile

Der Vorteil der Beschichtungen liegt in ihrer Zähigkeit und Kratzfestigkeit für Autofelgen und -verkleidungen. Außerdem verlieren sie durch ihre Stoßfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit (Streusalz) nicht ihre optische Qualität.

Komponenten für die Luft- und Raumfahrt

Mit einer Aluminium-Pulverbeschichtung,

Die besten Eigenschaften sind das geringe Gewicht und die hohe Temperaturbeständigkeit. Deshalb sind sie für Halterungen und Verkleidungen geeignet. Denn Flugzeugteile sind intensiven Bedingungen ausgesetzt.

Hardware für die Schifffahrt

Um die Korrosion durch Salzwasser zu stoppen, verwendet die Marine Beschichtungen für Bootsreling und Beschläge. Als solche besteht die Beschichtung den Salzsprühnebeltest; sie kann mit rauen Meeresumgebungen umgehen.

Möbel und Haushaltsgeräte

Die Reinigung der Beschichtung ist sehr einfach, so dass sie auch für Außenmöbel und -geräte verwendet werden kann.

Seine anderen Eigenschaften wie Kratz-, UV- und Stoßfestigkeit sind für diese Teile von Vorteil und machen sie haltbarer.

Schlussfolgerung

Die Pulverbeschichtung von Aluminium bietet neben Haltbarkeit, schönem Aussehen und Umweltfreundlichkeit auch die genannten Eigenschaften. Verschiedene Branchen, darunter die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt, die Schifffahrt und die Möbelindustrie, profitieren von dieser Beschichtung. Vor der Anwendung sollten Sie alle Parameter abwägen. Das betrifft die Techniken und Verfahren, die zu besseren und langlebigen Oberflächen führen.