Von Pionieren zu Doktoren in der Pulverbeschichtung von MDF

RadEX begann als Ableger von H& G Powder, ein seit 1986 etablierter kundenspezifischer Beschichter, der sich auf die Pulverbeschichtung von Metallteilen spezialisiert hat. Aber wenn es um die Pulverbeschichtung von MDF ging, gab es keine Handbücher, Videos, Bücher oder Anleitungen, aus denen man schöpfen konnte. Als erster MDF-UV-Pulverbeschichter in Kanada und erst zweiter in Nordamerika hat RadEX das Buch über Best Practices effektiv „geschrieben“.

Mit einer Kundenliste, die Marshalls, Calvin Klein, TJ Maxx, Costco und General Electric umfasst, besteht kein Zweifel daran, dass die Pulverbeschichtung von MDF eine praktikable Alternative sowohl zu Thermofolien (Laminaten) als auch zu Nasslackbeschichtung ist. RadEX führt seinen Erfolg auf frühe Partnerschaften mit dem Pulverbeschichtungssystemlieferanten Nordson Corporation aus Amherst, Ohio; Hersteller von UV- und Hybridöfen Nutro Corporation aus Strongsville, Ohio; UV-Pulvermateriallieferant Protech Chemical; und verschiedene MDF-Lieferanten wie Flakeboard und Plum Creek. Rick Grim, Werksleiter, ist seit der Gründung bei Radex und war maßgeblich daran beteiligt, die MDF-Reihe in Betrieb zu nehmen.

Nach gründlicher Untersuchung des Verfahrens wandten sich Grim und sein Team an Nordson, ein Unternehmen, das ebenfalls stark in dieses neue Verfahren investiert hatte. Nordson stattete ein MDF-Pulverbeschichtungslabor Test mit einem Excel® 2000-Kabinensystem und einem hybriden Vorheiz- und Härtungsofen aus, der elektrisches Infrarot (IR), Gaskonvektion und die unternehmenseigene Lampentechnologie UV-Härtung umfasste. Zu dieser Zeit wurde Laborleiter Steve Brattoli schnell zum Ansprechpartner in der Branche, wenn es darum ging, die vielen Prozessvariablen der Pulverbeschichtung von MDF zu verstehen und zu bewältigen. Anders als die Pulverbeschichtung hochleitfähiger Metallteile ist MDF etwas ganz anderes Substrat mit weitaus mehr Variablen, wenn es um die Vorbereitung, Vorwärmung und die Aushärtung von Pulverbeschichtungen geht.

„Wir haben gelernt, dass es wichtig ist, Feuchtigkeitsgehalt, Dichteprofil, Plattentemperatur und Plattenglätte beim MDF-Beschichtungsprozess zu berücksichtigen“, erklärt Grim. „Wenn RadEX of Canada kontrolliert wird – von Pionieren zu Ph.Ds in der Pulverbeschichtung von MDF Wenn es darum geht, die Kunst der Pulverbeschichtung von MDF (mitteldichte Faserplatte) zu beherrschen, hat sich die Beharrlichkeit für RadEX, einen kanadischen Pulverbeschichter für kundenspezifische Anforderungen, sicherlich ausgezahlt.

Das Unternehmen begann 1999 mit der Investition in MDF und ist 15 Jahre später immer noch erfolgreich – obwohl der Weg nicht immer einfach war. Richtig, diese Variablen können eine schöne Pulverbeschichtung erzeugen, die langlebig, kratzfest und gut haftend ist, sodass sie sich nicht wie Thermofolien ablöst.“ Laut Grim und seinem CAD-Manager und CNC-Programmierer Bob Jones beginnt die Eliminierung von Prozessvariablen mit Verwendung von MDF, das "pulverbeschichtungsfreundlich" ist. Das bedeutet, dass der Feuchtigkeitsgehalt beim Eintritt in den Vorwärmofen zwischen 7 Prozent und 9 Prozent liegen sollte. Idealer Feuchtigkeitsgehalt und Vorwärmung erreichen zwei Dinge. Vorwärmung treibt die Feuchtigkeit der Trägerplatte an die Oberfläche und macht das Substrat leitfähig. Vorwärmung sorgt dafür, dass die Kernfeuchte der Platte während der letzten Härtungsphase des Prozesses nicht ausgast.

Das Dichteprofil hat mit der Dichte der Fasern innerhalb der Platte zu tun. Da MDF praktisch ein Holzwerkstoff ist, kann die Plattendichte vom Plattenhersteller kontrolliert werden. Die Einheitlichkeit der Plattendichte ermöglicht ein gleichmäßigeres Vorheizen, Beschichten und fertiges Aussehen der Beschichtung nach dem Aushärten. Die Glätte der Platte ist eine Variable, die manchmal unterschätzt wird und oft über den Erfolg oder Misserfolg des MDF-Beschichters entscheidet. Stumpfe Fräswerkzeuge können Unvollkommenheiten in der Platine verursachen und kleine Krater an den Kanten der Platine erzeugen. Kartonfasern auf der Kartonoberfläche neigen dazu aufzustehen, wenn sich der Karton im elektrostatischen Feld der Pulverbeschichtungspistolen befindet. Beides lässt sich eliminieren – nicht einfach mit scharfen Fräswerkzeugen, sondern durch sorgfältiges Schleifen der Oberfläche und insbesondere der Kanten der Platte.

Mit mehr als 200 Farben in ihrer Palette entschied sich RadEX für das Nordson ColorMax-System, weil es ihnen den schnellstmöglichen Farbwechsel mit der geringsten Menge an Maschinenstillstandszeit bieten konnte. Das Nordson-System bietet außerdem eine hervorragende Pulverrückgewinnungsfähigkeit mit praktisch null Abfall sowie die hohe Übertragungseffizienz der Nordson-Pulverpistolen beim ersten Durchgang. „Nordsons Bereitschaft, in ein MDF-Beschichtungslabor zu investieren und uns frühzeitig mit Überprüfung verschiedener Pulver und Platten zu unterstützen, trug dazu bei, eine Partnerschaft zu festigen, die es uns beiden ermöglichte, die Pulverbeschichtung von MDF zu lernen, zu verstehen und schließlich zu kommerzialisieren“, sagt Grim.

RadEX beschäftigt derzeit fünfzehn Mitarbeiter und verfügt über eine 30.000 Quadratmeter große Anlage. Das Unternehmen arbeitet einschichtig an fünf Tagen pro Woche für die Pulverbeschichtung von MDF und zwei Schichten für die mechanische Bearbeitung. Angefangen als reiner Beschichter, wurde RadEX 2003 um CNC-Bearbeitungen erweitert. Drei CNC-Fräsmaschinen und eine Schleifmaschine unterstützen die Fertigungsbetrieb.

Der Pulverbeschichtungsbetrieb besteht aus 350 Fuß Förderband, das mit 10-12 Fuß pro Minute betrieben wird. Der kombinierte IR/Gas-Konvektions-Vorheizofen ist etwa zwanzig Fuß lang. Ebenso ist die Kombination IR/Gaskonvektion/UV-Härtung-Ofen, die beide von Nutro geliefert werden, ebenfalls etwa 20 Fuß lang. Die Aushärtezeit beträgt etwa 90 Sekunden, ebenso wie die Vorheizzeit. Die Gesamtzykluszeit für ein Stück pulverbeschichteter MDF-Platte beträgt ungefähr 30 Minuten vom Laden bis zum Entladen. Laut Grim entschied sich RadEX für UV gegenüber Duroplast, weil sie herausfanden, dass Duroplast die Plattenintegrität beeinträchtigt. „Zeit und Temperatur des Duroplasten neigen dazu, die Platte zu verziehen und die Kanten der Platte zu brechen“, erklärt Grim. Auch die Kombination von IR/Konvektion im Vorwärmofen und IR/Konvektion/UV im Aushärtungsofen bringt den Plattenkern und die Plattenoberfläche schnell auf Temperatur. In konventionellen gasbefeuerten Öfen für Duroplast liegt die gesamte Aushärtungszeit allein irgendwo zwischen 10 und 15 Minuten. Fügen Sie dieser zusätzlichen Zeit im Vorwärmofen hinzu, und dies neigt dazu, die Platine zu überhitzen, was Probleme mit ihrer strukturellen Integrität verursacht. Mit IR/Konvektion und UV kann RadEX problemlos Kartons mit einer Dicke zwischen 3/8 Zoll und 2 Zoll beschichten.

Sie können auch Baugruppen mit einer Dicke von bis zu 4 Zoll beschichten, obwohl 3/4 Zoll bis 1-1/8 Zoll Karton häufiger täglich beschichtet werden. Zu den Endverbraucherprodukten gehören Point-of-Purchase-Displays, Ladeneinrichtungen, Wandsysteme, Türen/Trennwände für Umkleidekabinen, Arbeitsplatten für medizinische Arbeitsplätze und Schreibtischplatten für Büromöbel. In Kombination mit dem gesamten Prozess-Know-how, das RadEX erworben hat, und all den Fertigungs- und Pulverbeschichtungskapazitäten, die es im Laufe der Jahre hinzugefügt hat, ist das Unternehmen zu Nordamerikas One-Stop-Shop für die Bearbeitung und Pulverbeschichtung von MDF geworden. Es gibt nur wenige Unternehmen, die Fräsen, Schleifen und Pulverbeschichten innerhalb derselben Anlage anbieten können. Wie bereits erwähnt, war viel Lernen über den UV-Pulverbeschichtungsprozess und alle Variablen erforderlich, die dem MDF Substrat innewohnen, um dorthin zu gelangen, wo sie heute sind. Sie sind definitiv zu den führenden Experten auf ihrem Gebiet geworden – von Pionieren zu wahren Doktoranden in der MDF-Pulverbeschichtung.