Egal ob matt schwarz, farbig glänzend oder effektvoll metallisch glitzernd – perfekte Veredelungslackierungen auf Magazinen, Prospekten oder Verpackungen setzen Akzente. Die größte Herausforderung bei der Verarbeitung solcher Lacke – meist UV- oder Dispersionslacke – sind die unterschiedlichen optimalen Verarbeitungstemperaturen, mit denen der Lack auf den Bedruckstoff gebracht werden sollte. Aufgrund der in der Praxis eingesetzten großvolumigen Lackbehälter lassen sich deren Inhalte nur relativ träge und energieaufwändig auf die Solltemperatur bringen. Zusätzlich ist der Lack auf dem Weg zur Verarbeitungsstelle oft bereits wieder abgekühlt, sodass er nicht mehr optimal verarbeitet werden kann. Mit dem neu entwickelten mobilen Lacktemperiergerät Bricort der Industrie Automation Vertriebs-GmbH (IAV) in Rodgau sind diese Probleme jetzt gelöst. „Wir haben festgestellt, dass gerade bei den Druckmaschinen-herstellern ein gewisser Nachholbedarf in puncto exakte Lacktemperierung besteht. Das ist eine Lücke, die wir mit unserem Bricort System jetzt schließen können“, sagt der technische Leiter der IAV, Günter Jung.
Gemeinsam mit dem Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren (IDD) der Technischen Universität Darmstadt entwickelten die Automations- und Engineering-Spezialisten innerhalb von drei Jahren ein kompaktes Temperiergerät, das sich einfach in vorhandene Lackiereinrichtungen einbinden lässt. Der Clou: Das System misst die Temperatur der zu verarbeitenden Lacke sehr nah an der Veredelungsstelle, unmittelbar an der so genannten Kammerrakel,von der die Lacke über ein Walzensystem auf den Bedruckstoff übertragen werden. Im Anschlussstutzen zur Kammerrakel ist dazu ein PT100-Temperaturfühler von Turck angebracht, der kontinuierlich die Austrittstemperatur an die Steuerung meldet. Temperaturschwankungen durch lange Zulaufwege sind auf diesem Weg garantiert ausgeschlossen. „Mit Hilfe des Bricort können Veredeler jetzt erstmals enge Temperaturtoleranzen von nur ±0,5 °C einhalten und die Temperatur sowie damit zusammenhängend die Viskosität des Lacks optimal einstellen“, erklärt Jann Neumann, der als wissenschaftlicher Mitarbeiter am IDD für die Entwicklung der Regelung verantwortlich war.
„Positiv überrascht“
Auf geringem Raum vereint das Bricort einen Steuerschrank mit „on Top“ eingebautem, mehrsprachigem Touchpanel zum Eingeben der gewünschten Verarbeitungstemperatur sowie eine Durchlauf-Temperiereinrichtung, in der die Lacke besonders schnell und schonend erwärmt oder durch Zuschalten eines Kühlaggregats gekühlt werden können. „Bei diesem Aufbau reicht eine Kühlleistung von nur einem Kilowatt völlig aus. Das ist eine immense Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Geräten mit einer Kühlleistung von drei Kilowatt und mehr“, so Jung.
Durch seine kompakte, modulare Bauweise und die Möglichkeit, einfach in beliebiger Reihenfolge weitere Elektronik-module in das System einzubinden, stellte sich Turcks Remote I/O-Station BL20 schnell als ideale Lösung für die Entwickler heraus. „Wir haben primär nach einer Hardware gesucht, die kompakt ist und mit CODESYS programmiert werden kann“, erklärt Jung die Entscheidung für Turck. „Außerdem wollten wir das Programmier-Know-how schützen, mit dem eine Regelung geschaffen wurde, die die Temperatur in einem Korridor von nur 1 °C exakt halten kann.In der Kompaktsteuerung des BL20-Gateways ist das CODESYS Programm perfekt vor einem Fremdeingriff geschützt.“
Den Prototypen der Anlage hatten Neumann und Jung mit Steuerungskomponenten von National Instruments entwickelt. „Die NI-Komponenten sind zwar leistungsstark, aber auch groß und für den Serieneinsatz zu kostspielig“, sagt IAV-Technikchef Jung, der sich für den Elektro- und Steuerungsbau das Ingenieurbüro Stefan Globig ins Haus geholt hat. „Die Turck-Steuerung im BL20-Gateway ist nicht nur sehr kleinvolumig, sondern auch vom Preis-/ Leistungsverhältnis für den Serieneinsatz ideal“, so Jung. „Man darf auch nicht vergessen, dass Turck die Entwicklungs-Software mit einer großen Vielfalt an fertigen Funktionsbausteinen lizenzfrei zur Verfügung stellt und wir damit innerhalb weniger Minuten die ersten Programmzeilen schreiben konnten“, ergänzt Stefan Globig. „Ich war positiv überrascht,wie gut und schnell die Einbindung des Displays eines Drittherstellers in das System funktioniert hat.“
Herzstück der Anlage
Im IAV-Temperiergerät verbindet die BL20-Remote-I/O-Station Sensoren und Aktoren mit der Gatewayeigenen Steuerung. Über das Modbus-TCP-Protokoll lasse sich das Temperiergerät zudem direkt mit der Steuereinheit der Druckmaschine verbinden, sodass Druck- und Veredelungsvorgang über eine Einheit gesteuert werden könnten. „Zusammen mit dem Touchpanel ist die BL20-Station damit das Herzstück der Anlage“, fasst Globig zusammen. Mit der Entwicklung des Bricort wollen die Entwickler der IAV die fluidtechnische Prozessautomation in Veredelungsanlagen aber noch nicht beenden: „Unsere Gedanken gehen bereits dahin, eine integrierte Lösung zu schaffen, die in einer Anlage alle Komponenten wie Lackaufbereitung, Lackversorgung und die zugehörigen Schlauchbaugruppen vereint“, so Jung.
Weitere Infos über Turck unter:
www.turck.de