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Licht statt Lösungsmittel: UV-Aushärtung mit LEDs

Wissenschaftler des Lichttechnischen Instituts haben gemeinsam mit mpg-lightsystems eine neue Generation von UV-LED-Leuchten entwickelt, die die Lackaushärtung im Kfz-Bereich mit UV-Licht homogener und effizienter macht.

Eine neue Generation der UV-Leuchte von mpg-lightsystems ist im Technologietransfer-Projekt mit dem Lichttechnischen Institut des KIT entstanden. Eine clevere LED-Parallelverschaltung sorgt für eine gleichmäßige Ausleuchtung und kurze Lackaushärtezeiten bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch. (Bild: mpg-lightsystems)
Eine neue Generation der UV-Leuchte von mpg-lightsystems ist im Technologietransfer-Projekt mit dem Lichttechnischen Institut des KIT entstanden. Eine clevere LED-Parallelverschaltung sorgt für eine gleichmäßige Ausleuchtung und kurze Lackaushärtezeiten bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch. (Bild: mpg-lightsystems)

Kräftige Farben, makellose Oberflächen und brillante Lackierungen erfreuen jeden Autobesitzer. Ein Lackschaden ist da nicht nur ärgerlich, sondern erfordert fachmännischen Einsatz und Präzisionsarbeit beim Nachlackieren. Das Ziel einer solchen Teillackierung ist, die beschädigten Stellen so wiederherzustellen, dass die Instandsetzung mit bloßem Auge nicht ersichtlich ist. Eine gängige Methode zur Ausbesserung in Fachbetrieben ist die Lackierung mit lösungsmittelhaltigen Lacken. Der Trocknungseffekt basiert hier auf dem Verdampfen der flüchtigen Lösungsmittel, während thermische Energie in Form von Warmluft oder Infrarotstrahlung auf die Lackschicht einwirkt. „Die konventionelle Lackaushärtung dauert bis zu 2 Stunden. Nachteilig ist nicht nur der zeitliche Aufwand, sondern auch die erheblichen Risiken für Mensch und Umwelt aufgrund der enthaltenen giftigen Lösungsmittel“, stellt Michael Gumbert, Geschäftsführer von mpg-lightsystems, fest. Nach dem Credo „aus der Praxis für die Praxis“ verfolgen der Lackiermeister Gumbert und Mitunternehmer Peter Guterl die Vision, die UV-Aushärtung als umweltfreundliche Alternative für Lackierbetriebe und Kfz-Werkstätten praktikabel und rentabel zu machen.

Für die UV-Aushärtung wird langwelliges UV-A-Licht angewendet, welches das Gesundheitsrisiko für die Lackierfachkräfte erheblich reduziert. Die Gefahrenklasse 0 ist ein Alleinstellungsmerkmal der UV-Leuchten von mpg-lightsystems. (Bild: mpg-lightsystems)
Für die UV-Aushärtung wird langwelliges UV-A-Licht angewendet, welches das Gesundheitsrisiko für die Lackierfachkräfte erheblich reduziert. Die Gefahrenklasse 0 ist ein Alleinstellungsmerkmal der UV-Leuchten von mpg-lightsystems. (Bild: mpg-lightsystems)

Mittels UV-Licht können Lack und Füller lösungsmittelfrei ausgehärtet werden. Hierbei wird der flüssige UV-Lack durch eine chemische Reaktion, initiiert durch die ultraviolette Strahlung, zur Polymerisation angeregt und somit ausgehärtet. mpg-lightsystems mit Sitz in Pirmasens bietet dafür funktionelle UV-Aushärteeinrichtungen in zwei Größen, die spezielle UV-Härter und -Klarlacke im Werkstattbetrieb flexibel trocknen. Die Produktqualität und Sicherheit war den Unternehmern von Beginn an wichtig: „Wir haben unsere Produkte nach den einschlägigen Normen vom Lichttechnischen Institut des KIT begutachten lassen und dabei festgestellt, dass eine Schaltungstechnologie aus dem Institut unsere Leuchten weiter optimieren könnte“, blickt Guterl zurück.

Dr. Michael Heidinger, der die patentierte Schaltungstopologie am KIT entwickelt hat, erläutert: „Wir haben bei den Zertifizierungsmessungen herausgefunden, dass die damals eingesetzten LED-Arrays die Strahlung ungleichmäßig abgeben.“ Die homogene UV-Ausleuchtung ist jedoch entscheidend für die Qualität der Nachlackierung. Die Lösung lag für den Elektrotechniker auf der Hand: „Durch meinen Ansatz der Parallelschaltung ist es möglich, eine gleichmäßige Stromverteilung zu erreichen und dadurch eine gleichmäßige Ausleuchtung zu realisieren, die die UV-Lacke homogener aushärtet.“ Gemeinsam haben die Kooperationspartner im Rahmen eines Technologietransfer-Projekts eine neue Leuchtenplatine entwickelt, auf welcher die Parallelschaltung angewendet wird. Die LED-Platine konnte in die erprobten, mobilen mpg-Leuchtenhalter integriert werden.

Die entwickelte UV-LED-Aushärteeinheit, welche Anwendung in der KFZ-Technik zum Lackaushärten findet, ist modular und mobil auf Rädern aufgebaut. Der Einsatz der LED-Module ist denkbar als Handleuchte für die Werkstatt bis hin zur industriellen Lackierstraße im Automobilbau. (Bild: mpg-lightsystems)
Die entwickelte UV-LED-Aushärteeinheit, welche Anwendung in der KFZ-Technik zum Lackaushärten findet, ist modular und mobil auf Rädern aufgebaut. Der Einsatz der LED-Module ist denkbar als Handleuchte für die Werkstatt bis hin zur industriellen Lackierstraße im Automobilbau. (Bild: mpg-lightsystems)

„UV-Lackierung ist ein wachsender Markt und immer neue Produkte werden geboten. Durch die Aushärtung in Sekundenschnelle, verbunden mit hohem Energieeinsparpotenzial und einer umweltschonenden Anwendung sind UV-Lackiersysteme prädestiniert für Produktionsprozesse mit kurzen Taktzeiten“, berichtet Gumbert. Die Leuchten von mpg bieten einen weiteren Vorteil: Durch den Einsatz von langwelligem UV-A-Licht kann auf zusätzliche Härter verzichtet werden und das Gesundheitsrisiko der UV-Strahlung, wie etwa Sonnenbrand, ist für die Lackierfachkräfte nochmals minimiert. „Dieses Zusammenspiel macht die UV-Härtung zu einem hochwertigen und sicheren Prozess“, bekräftigt der Unternehmer Guterl. Im Vergleich zur Infrarottechnologie kann der Durchsatz mit den mpg-Aushärteeinrichtungen um den Faktor 12 gesteigert werden, wobei der Energieverbrauch pro Aushärtung um den Faktor 200 gesenkt wird.

Die kleinere Handleuchte für Kleinreparaturen ist zudem für „Smart Repair“ geeignet, die vergleichsweise kostengünstige und schnelle Reparatur von Bagatellschäden. Guterl denkt noch weiter: „Bei der Produktentwicklung der UV-Leuchte war uns die Modularisierung wichtig. So halten wir es uns offen, zukünftig verschiedene Produkte bis hin zur industriellen Lackierstraße mit den LED-Modulen auszustatten.“ Der Wissenschaftler Heidinger ist zufrieden: „Die Schaltungstopologie wurde ursprünglich für LED-Straßenleuchten entwickelt. Ich freue mich, dass auch andere Anwendungsbereiche davon profitieren können. mpg kann dadurch deutlich hochwertigere Leuchten anbieten, die eine schnellere und konsistentere Lackaushärtung ermöglichen.“

 

Weitere Details zur Schaltungstopologie lesen Sie im Technologieangebot: Sparsames Leuchten

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