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Lohnbeschichtung

Lohnbeschichtung, Kunststofflackierung, Umwelttechnik: 18.11.2013

„Sparen geht immer!“

Weil die Staubemissionen zu hoch waren, entschied sich der Lohnbeschichter Uffmann, von der Nassauswaschung auf die Trockenabscheidung umzustellen – nicht ohne Risiko, denn Vergleichsanlagen gab es bis dato nicht. Doch nach der erfolgreichen Änderung spart der Betrieb jetzt hohe Material- und Energiekosten – bei deutlich gesunkenen Emissionen.

Der Lohnbeschichter Uffmann hat sich auf Kunststoffteile spezialisiert. Im Betriebsalltag werden unterschiedliche Lacke – Hydro- und konventionelle Lacke im Mix – verarbeitet. Quelle (Foto, Tabelle): Uffmann

Der Lohnbeschichter Uffmann hat sich auf Kunststoffteile spezialisiert. Im Betriebsalltag werden unterschiedliche Lacke – Hydro- und konventionelle Lacke im Mix – verarbeitet. Quelle (Foto, Tabelle): Uffmann

Die Uffmann Lackierbetrieb GmbH ist ein mittelständischer Lohnbeschichter in Ostwestfalen, der vor allem Kunststoffteile für Haushaltsgeräte, den Automotive-Bereich, die Elektroindustrie, Leuchten u.v.m. lackiert. Rund 20.000 kg Nasslack in allen Varianten werden pro Jahr verarbeitet, was VOC-Emissionen in Höhe von 8000 kg mit sich bringt. Seit 2010 hat der Betrieb diverse Maßnahmen zur Verbesserung der Material- und Energieeffizienz vollzogen – z.T. in Zusammenarbeit mit dem Bregau-Institut Bremen und der DFO. Dazu zählte beispielsweise die Umstellung von der Nassauswaschung auf die Trockenabscheidung einer seit 1999 betriebenen Durchlauf-Lackieranlage für Staubsaugergehäuse. Anlass für diese Maßnahme war die Tatsache, dass der gesetzlich geforderte Wert von 3 mg/m³ für die Staubemissionen in der Abluft nicht eingehalten wurde, was zu behördlichen Auflagen führte. Außerdem funktionierte die Overspray-Koagulierung und -austragung selten optimal, weil im Betriebsalltag ganz unterschiedliche Lacke – Hydro- und konventionelle Lacke im Mix – eingesetzt wurden. "Wir hatten einen hohen personellen Überwachungs- und Einstellaufwand und mussten immer wieder diverse Koagulierungsmitteln sowie teure Entschäumer einsetzen", erklärt der geschäftsführende Gesellschafter Ernst-Ulrich Hamann. "Hinzu kamen hohe Entsorgungskosten für den sehr feuchten Lackschlamm." Um den Abscheidewirkungsgrad zu verbessern, entschied sich das Unternehmen für eine Trockenabscheidung mit Karton-Filtern und weiteren Filterstufen, "obwohl es keine vergleichbaren Referenzanlagen gab", wie Hamann rückblickend betont.

Umbau in zwei Wochen

Die Anforderungen an die neue Trockenabscheidung waren hoch: So sollten die Filter den pro Arbeitsschicht anfallenden Overspray sicher aufnehmen – immerhin bis zu 100 kg in 8 h. Der Filterwechsel sollte möglichst nicht während einer Produktionsschicht erfolgen, um Stillstand zu vermeiden. "Um die Verantwortlichkeiten beizubehalten, entschieden wir uns für die Umsetzung durch unseren Anlagenbauer Bersch & Fratscher", so Hamann. Der Umbau sollte während der Sommerferien, also innerhalb von nur zwei Wochen erfolgen. Als Investitionskosten veranschlagte die Geschäftsführung inklusive Filtertechnik, Messtechnik und Montage rund 20.000 Euro. Die neue Trockenabscheidung besteht aus den drei Modulen Kartonfilterabscheider, Gewebefiltermatte sowie der Restabscheidung mittels Taschen-Feinfilter (F5). Ihre erste Inbetriebnahme erfolgte drei Tage vor Produktionsstart. "Die Abluftmengen waren, wie erwartet, viel zu hoch, die gemessene Abluftgeschwindigkeit lag beim doppelten Wert (2 m/sec). Die Lackierkabine hatte Unterdruck", berichtet Hamann von den "Kinderkrankheiten" des neuen Lackabscheidesystems. Deshalb wurden zunächst mittels der Frequenzumrichter die Leistungen der Abluftmotoren  gedrosselt und vorerst keine vollautomatische Steuerung und Regelung installiert.

Jahr Energie Hilfsstoffe Entsorgung
2000 2,5% 2,2% 1,2%
2003 2,6 % 2,7 % 1,1 %
2007 3,9 % 2,6 % 1,0 %
2010 5,6 % 2,7 % 1,1 %
2012 4,7 % 2,3 % 0,6 %
Trotz steigender Preise für Material und Energie sanken bei Uffmann die Kosten seit 2010 (in % vom Umsatz).

First-Run-Quote unverändert

Daraufhin führte man bei Uffmann mehrere Probe­lackierungen durch: "Bei einem Hydro-Basislack haben die Kartonfilter den Lack zunächst aufgenommen. Am nächsten Tag hatte sich der gesamte Basislack in die nächsten Filterstufen abgesetzt – ohne Klebeeffekt. Deshalb erfolgte ein Ersatz der Kartonfilter gegen Vlies-Abscheidematten, die nun öfter gewechselt werden müssen", berichtet Hamann. "In der Klarlackkabine funktionierten die Kartonfilter wie geplant – auch bei verschiedenen Klarlacken, etwa Hydro-Lack, Lösemittel- oder auch Softlack." Wie der Geschäftsführer berichtet, hat sich seit Einbau der Filter im Hinblick auf die Lackierqualität die so genannte First-run-Quote nicht verändert: Obwohl sich die Seitenwände der Kabine mit Lackoverspray sättigen, gibt es aufgrund der relativ hohen Luftsinkgeschwindigkeit (> 1,0 m/sec) saubere Produkte. Was die Filterstandzeiten betrifft, so halten die neun Kartonfilter rund drei bis fünf Lackierschichten; die nachgeschalteten Vliesmaterialien werden jeweils gleich mit gewechselt, was ca. 1,25 h und zwei Mitarbeiter in Anspruch nimmt. Die dritte Filterstufe, also die F5-Taschenfilter, halten ebenfalls etwa drei bis fünf Lackierschichten. In der Basislackkabine muss die erste Filterstufe ca. alle 4 h gewechselt werden. Der Zeitaufwand dafür beträgt rund 5 min. Die zweite und dritte Filterstufe halten je nach Lack ebenfalls ca. drei bis fünf Lackierschichten. Wie Hamann berichtet, sind die Personalkosten für Filterwechsel und Wartung mit dem Aufwand bei der Nassaus­waschung vergleichbar. Doch während die monatlichen Kosten für Koagulierungsmittel und Entsorgung bei rund 3550 Euro lagen, belaufen sich die Ausgaben für die Trockenabscheidung auf nur noch 1600 Euro/Monat für Filter-medien und Entsorgung. Der energetische Nebeneffekt: Statt zwei Wasserpumpen à 4 kW und zwei Abluftmotoren mit je 10,5 kW sind jetzt pro Kabine nur noch je 6 kW notwendig. Das ist eine Reduzierung von 17 kW, was einer Stromersparnis von etwa 3 Euro/h oder 5000 Euro/Jahr im Einschichtbetrieb entspricht. "Insgesamt ist die Umstellung in unserem Betrieb als Erfolg zu sehen. Bei gleicher Lackierqualität werden die gesetzlichen Grenzwerte jetzt mit Werten zwischen 0,7 und 1,2 mg/m³ Abluft eingehalten und dabei auch noch Kosten reduziert", erklärt Hamann zufrieden.

EFFIZIENZMAßNAHMEN IM ÜBERBLICK

Seit 2008 wurden bei Uffmann viele Effizienzmaßnahmen durchgeführt – u.a. mit Förderung durch die Deutsche Materialeffizienzagentur (demea) und die DLR (BMWi):

  • Optimierung der Applikationstechnik und -parameter zur Erhöhung des Auftragswirkungsgrades u.a. durch konsequentes Umstellen auf Niederdruckzerstäubung (HVLP, RP). Ersparnis je nach Artikelgeometrie 10-35%, Optimierung der notwendigen Lackschichtdicken (Nass und Trocken) durch vermehrtes Messen und Vergleichen, sonst lackiert jeder anders …
  • Optimierung von Lackiergehängen (Verkleinerung von Teileabständen, Zusammenlegung mehrerer Artikel auf einen Warenträger)
  • Absenkung der Zuluft-Temperatur in den Lackierkabinen von 22 °C auf nur noch 19 °C unter Beachtung der Lack-Verarbeitungsfenster (wer kennt die schon exakt) und der Arbeitsplatzbedingungen
  • erfassen und messen (Luxmeter) der notwendigen Beleuchtungseinrichtungen für Hallen und Arbeitsplätze inkl. möglicher Einführung von LED-Technik (hohe Investitionen, aber z.T. ausgezeichnetes, nicht nachlassendes Licht, auch und vor allem in Kontrollbereichen, div. Lichtarten darstellbar, bei uns: Tageslicht ca. 6000 K)
  • Umstellung von druckluftbetriebenen Schleifmaschinen und Rührgeräten auf elektrisch angetriebene (geht leider nicht bei Kleinstmaschinen); Strom ist billiger als Druckluft!
  • Absenkung des Drucks im Druckluftnetz auf 7 bar nach Ermittlung des tatsächlichen Druckbedarfs der Aggregate und Maschinen); Leckagen ermitteln! (Kann man auch messen lassen!)
  • Einführung optimierter Poliertechniken für Staubeinschlüsse; durch den Einsatz neuer Maschinen und Schleif- bzw. Poliermaterialien konnte ca. 30% schneller gearbeitet werden bzw. konnten mehr Teile durch Polieren wirtschaftlich gerettet werden
  • Einführung eines Energiemanagement­systems: Erfassen aller Verbraucher (Strom, Wärme, Druckluft), Bewertung und evtl. Substitution durch Alternativen unter Berücksichtigung von technischer Machbarkeit und Amortisationsberechnung (evtl. durch externe Hilfe und/oder z.B. Softwaretool "E³" (DFO)

Uffmann Lackierbetrieb GmbH, Bielefeld, Ernst-Ulrich Hamann, Tel. +49 521 9773900, e.hamann@uffmann-lackierbetrieb.de, www.uffmann-lackierbetrieb.de

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