In der Herstellung von Autoersatzteilen können pulverbeschichtete Halterungen und Gehäuse keine ungleichmäßige Aushärtung tolerieren. Wenn man nur Infrarotwärme verwendet, verläuft die Aushärtung zu langsam – es entstehen Wellen in der Beschichtung, und die Energiekosten steigen weiter an. Wenn man stattdessen UV-Strahlung verwendet, härtet die Oberfläche zwar aus, doch die darunterliegende Schicht bleibt unvollständig vernetzt.
Deshalb setzen wir auf eine kombinierte UV-NIR-Trocknung: Infrarotstrahlung sorgt für eine schnelle Erwärmung der Schicht, während UV-Strahlung bei 365 nm und 420 nm eine schnelle Photopolymisierung bewirkt.
Was wirklich wichtig ist, sind die spektralen Eigenschaften der Strahlung sowie die abgegebene Energiedichte. Eine Hochdruckquecksilberdampflampe bei 365 nm aktiviert die Photoinitiatoren in den UV-härtbaren Pulvern – dadurch entsteht eine hohe Strahlungsintensität, was wiederum eine schnelle Aushärtung der Oberfläche ermöglicht. Die Lampe bei 420 nm erreicht längere Wellenlängen, wodurch die Aushärtung in pigmentierten Beschichtungen verbessert wird und Stressstellen reduziert werden.
In der Praxis wird die Geschwindigkeit des Transportbands sowie die Leistung der Lampen so eingestellt, dass die Pulver zur Glasübergangstemperatur gebracht werden. Anschließend vollendet die UV-Strahlung die Vernetzung der Schicht. Man sollte mit einer Energiedichte von 600–1.200 mJ/cm² rechnen, wobei die maximale Strahlungsintensität bei der 365-nm-Lampe über 1,5 W/cm² liegt – gemessen mit einem kalibrierten Spektralradargerät.
Der hybride Ansatz spart Platz: Infrarotstrahlung sorgt für eine schnelle Erwärmung der Schicht, während UV-Strahlung die Aushärtung in Sekundenschnelle abschließt. Dadurch verkürzen sich die Bearbeitungszeiten und die Dicke der Beschichtung bleibt konstant.
Die Energieverbrauch sinkt, weil das NIR-Licht nur die Schicht erwärmt, nicht den gesamten Ofen. Zudem hängt die Leistung der UV-Lampe von der Aufenthaltszeit ab, nicht vom Gewicht des Ofens. Mit ozongefreien Quarzkugeln sowie optimierten Dichroikspiegeln bleibt die Leistung der Lampen über 5.000 Stunden hinweg stabil – dadurch ändern sich die Aushärtungseigenschaften nicht.
Wichtig ist, dass die spektralen Eigenschaften der Lampen auf die Photoinitiatoren in den Pulvern abgestimmt sind – sonst wird die Aushärtung unvollständig. Die 365-nm- und 420-nm-Quellen benötigen eine stabile Stromversorgung sowie eine geeignete Kühlung, um eine konstante Strahlungsintensität zu gewährleisten. Schwankungen im Spannungslevel oder ein eingeschränkter Luftstrom führen zu geringerer Strahlungsintensität.
Überprüfen Sie unbedingt die Ausrichtung der Spiegel sowie den Abstand zwischen der Lampe und dem Substrat. Die Intensität unterliegt weiterhin dem Umkehrquadratsatz. Die hybride Steuerung ist einfach – doch sie erfordert einen PLC, der die Geschwindigkeit des Transportbands, die Leistung der Lampen sowie die Temperaturkontrolle synchronisieren kann.