Bei der Herstellung von Automobilteilen bedeutet eine ungleichmäßige Aushärtung der Pulverbeschichtung oder der aufgetragenen Markierungen, dass die Teile als Ausschuss gelten – und das erhöht die Kosten für Nacharbeiten. Wenn nur Infrarotstrahlung verwendet wird, bleiben dicke Schichten unvollständig ausgehärtet. Wenn hingegen nur UV-Strahlung eingesetzt wird, besteht die Gefahr, dass thermosensible Untergründe verformt werden. Die praktische Lösung ist ein kombiniertes Verfahren: Zuerst wird die Temperatur mit Infrarotstrahlung erhöht, anschließend wird die Oberfläche mit einer UV-Lampe behandelt, um eine vollständige Aushärtung zu gewährleisten.
Was technisch wirklich wichtig ist
Wir passen die UV-Spektralausbeute an das Spektrum des Photoinitiators sowie an die Dicke der Beschichtung an. Für herkömmliche Quecksilberdampf-UV-Tinten und -Klarlacks benötigt man eine Wellenlänge von 365 nm, um eine tiefe Penetration sowie eine schnelle Aushärtung zu erreichen. Bei dünnen Schichten oder oberflächlichen Beschichtungen reichen 385 nm oder 405 nm aus, um eine vollständige Aushärtung ohne Überlastung des Systems zu erreichen. Es geht dabei nicht nur um die Wellenlänge, sondern auch um die Energiedichte. Es muss eine stabile, messbare Dosis an Energie zur Verfügung stehen – typischerweise 500–1.500 mJ/cm² für viele industrielle UV-Tinten. Diese Energie muss durch eine Lampe bereitgestellt werden, deren maximale Strahlungsintensität so gewählt wird, dass sie bei der jeweiligen Produktionsgeschwindigkeit ausreicht. Hochreine Quarzkörper, dichroische Reflektoren sowie eine arbeitsfähige Anlage ohne Ozon tragen dazu bei, eine konstante Leistung zu gewährleisten und Wartungskosten zu reduzieren.
Warum dieses Verfahren in der Automobilfertigung funktioniert
Bei der Veredelung von Autozubehör und -komponenten verkürzt das hybride Verfahren die Zeit bis zur vollständigen Aushärtung, während gleichzeitig eine vollständige Polymerisierung erreicht wird. Die Infrarotbehandlung erhöht die Temperatur des Materials, anschließend führt die UV-Lampe die Aushärtung in wenigen Sekunden aus. Dadurch entsteht eine sofortige Belastbarkeit der Teile, eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Kratzer und Chemikalien sowie eine konstante Qualität der Beschichtung. Die Vorteile zeigen sich in weniger Ausschussprodukten, kürzeren Wechselzeiten sowie geringerer Energieverbrauch, da nur dort Energie freigesetzt wird, wo sie zur Aushärtung benötigt wird.
Was man beachten muss
Die effektive Integration beider Verfahren hängt von der richtigen Platzierung der Lampen sowie von der effektiven Wärmebewirtschaftung ab. UV-Reflektoren und -Shuttters sollten von der Infrarotstrahlung getrennt werden, sonst kann es zu Schwankungen in der Leistung kommen. Zudem nimmt die Leistung der Lampen mit der Zeit ab – daher sollten regelmäßige Messungen durchgeführt werden, um einen geeigneten Ersatzzeitpunkt festzulegen. Bei der Auswahl der UV-Lampe sollte man auch die Prozessanforderungen berücksichtigen: Für Offsetdrucke eignen sich koalierte Optiken, für Flexodruck und Narrow-Web-Drucke kompakte, hochintensive Lampen. Bei Siebdruck, bei dem die Tintenschichten dicker sind, sollten robuste, luftgekühlte Lampen verwendet werden.