Was ist eine Sprühbeschichtungsanlage?
Sprühbeschichtungsanlagen sind Geräte, mit denen eine Flüssigkeit auf ein Objekt gesprüht wird.
Wenn das Objekt auf das Gerät gesetzt wird, bewegt sich die Sprühdüse mit einer konstanten Geschwindigkeit und versprüht die Flüssigkeit gleichmäßig. Je nach Größe des Objekts und der verwendeten Flüssigkeit werden sie für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt.
Es gibt verschiedene Arten der Sprühanwendung, darunter elektrostatische, pneumatische und Ultraschallverfahren. Die Größe der zu versprühenden Partikel kann durch Änderung der Düsenform an der Spitze variiert werden, so dass die Düsenform je nach Anwendung gewählt wird.
Anwendungen von Sprühbeschichtungsanlagen
Sprühbeschichtungsanlagen werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, u. a. für Halbleiter und andere Industrieprodukte, Bekleidungsartikel und Lebensmittel. Zu den spezifischen Anwendungen gehören das Auftragen von Photoresists auf Halbleiter, transparente leitfähige Filme auf Touchpanels, Solarzellen und andere Beschichtungen, isolierende und leitfähige Filme auf elektronische Bauteile, Antireflex-, wasser- und ölabweisende Beschichtungen, Schmiermittel, Rostschutzmittel, Formtrennmittel und Klebstoffe.
In der Bekleidungsindustrie wird es auch zum Auftragen von Vorbehandlungsmitteln auf Textilien verwendet. Durch gleichmäßiges Aufsprühen des Vorbehandlungsmittels auf die Oberfläche des Gewebes blutet die Farbe nicht aus und die Drucke können mit hoher Haftung gedruckt werden.
Weitere Anwendungen sind das Beschichten, Hinzufügen, Färben, Reinigen und Sterilisieren von Lebensmitteln.
Funktionsweise der Sprühbeschichtungsanlagen
Die Flüssigkeit wird zerstäubt und durch Sprühen durch eine Düse aufgetragen. Die Funktionsweise der Zerstäubung hängt von der jeweiligen Methode ab.
1. Elektrostatisches Verfahren
Die Flüssigkeit in der Düse wird durch Anlegen einer Spannung von mehreren tausend Volt aufgeladen und die abstoßende Kraft der elektrostatischen Ladung wird genutzt, um die Flüssigkeit zu zerstäuben.
Ein gleichmäßiger Auftrag ist auch auf unebenen Oberflächen möglich, und die Effizienz der Flüssigkeitsnutzung ist viel höher als bei anderen Auftragsmethoden.
2. Pneumatisches Verfahren
Mit Hilfe von Druckluft wird die Flüssigkeit in der Düse mit hohem Druck beaufschlagt. Die Flüssigkeit wird dann von der stehenden Luft mit hoher Geschwindigkeit getroffen, und der dabei entstehende Luftwiderstand wird genutzt, um die Flüssigkeit in zerstäubte Partikel zu zerlegen.
3. Ultraschall-Verfahren
An der Düsenspitze wird eine Spitze mit einer Zerstäubungsfläche angebracht. Durch die Ultraschallschwingungen der Spitze wird die Flüssigkeit gleichmäßig auf der Düsenoberfläche verteilt. Die Flüssigkeit wird zerstäubt und versprüht, wenn die Ultraschallleistung die Oberflächenspannung übersteigt. Dies hat den Vorteil, dass es keine unnötigen Spritzer gibt und somit weniger Flüssigkeit verloren geht.
Merkmale von Sprühbeschichtungsanlagen
1. Gleichmäßige Schichtdicke
Beim Sprühauftrag werden feine Flüssigkeitspartikel versprüht, was zu einer gleichmäßigen Filmdicke führt. Die Schichtdicke kann zwischen einigen hundert nm und mehreren hundert µm gesteuert werden. Sie kann durch die Einstellungen der Beschichtungsanlage leicht verändert werden.
Es ist auch möglich, Nebeltröpfchen auf Substrate und andere Oberflächen zu streuen, ohne einen Film zu bilden.
2. Beschichtung mit feinen Partikeln ist möglich
Sprühbeschichtungsanlagen können eine Vielzahl von partikelförmigen Flüssigkeiten wie Metalle, Kohlenstoff, Glas und Phosphor verarbeiten. Die Viskosität der Flüssigkeit kann von wenigen cP bis zu mehreren tausend cP reichen.
3. Geeignet für die Beschichtung unebener Substrate
Die Sprühbeschichtungsanlagen halten eine konstante Schichtdicke aufrecht, auch wenn die Zieloberfläche uneben ist. Sogar die Seiten und Ecken von unebenen Substraten können durch dreidimensionales Auftragen gleichmäßig beschichtet werden.
4. Geringere Fluidkosten
Der Sprühauftrag minimiert die Nebeldispersion und senkt so die Fluidkosten. Ein weiterer Effekt ist die weiche Haftung der Tröpfchen auf dem Substrat und das Fehlen von chemischem Rückprall.
5. Saubere Arbeitsumgebung
Der Vorteil ist, dass die Tröpfchen zum Objekt fliegen und nicht zurückprallen. Der Vorteil ist also, dass nur sehr wenig in die Luft gelangt, was für den Bediener und die Umwelt schonend ist.
Auswahl einer Sprühbeschichtungsanlage
1. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Düsenkopfes
Sprühbeschichtungsanlagen können bei höheren Fahrgeschwindigkeiten des Düsenkopfes dünnere Schichten auftragen. Höhere Verfahrgeschwindigkeiten der Düsenköpfe erfordern stärkere Düsenkopfführungen und eine höhere Steifigkeit des Geräts.
Dadurch wird auch der Schwerpunkt des Auftragssystems gesenkt und Vibrationen werden reduziert. Je schneller sich der Düsenkopf bewegt, desto kleiner ist das Beschichtungsvolumen, was die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke und die Produktionseffizienz verbessert.
Andererseits muss der Druck der Spritzflüssigkeit erhöht werden, um die Schwankungen in der Schichtdicke zu verringern. Wünschenswert ist, dass sich die Hydraulikpumpe in der Nähe der Düse befindet.
2. Druck der Beschichtungsflüssigkeit
Je höher der Druck der Beschichtungsflüssigkeit ist, desto leichter lässt sich die Korngröße der Beschichtung steuern. Es kann ein breiter Bereich von Partikelgrößen eingestellt werden.
3. Form und Abmessungen des Düsenkopfes
Die Wahl der Form und der Abmessungen der Beschichtungsdüse ist ebenfalls wichtig. Ein elliptischer Düsenaustritt ermöglicht beispielsweise die Einstellung des Sprühstrahlwinkels. Die Form und Größe des Düsenaustritts wird ebenfalls in Abhängigkeit von der Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit gewählt.