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Dienstag, 20. Oktober 2020
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Wissenschaft & Technik, Produktions- & Prüftechnik

Vollautomatische Anlage für Lackrezepturen verkürzt Entwicklungszeit

Mittwoch, 15. März 2017

Mit einer neuen Hochdurchsatz-Anlage zur Testung von Lackrezepturen will Evonik die Suche nach der optimalen Formulierung verkürzen. Damit können in der gleichen Zeit mehr Formulierungen als bisher getestet werden.

Kann pro Tag 120 Proben formulieren und testen: die neue Hochdurchsatz-Anlage in Essen. Quelle: Evonik

Kann pro Tag 120 Proben formulieren und testen: die neue Hochdurchsatz-Anlage in Essen. Quelle: Evonik

Für Kunden heißt das, dass sie Lackrezepturen schneller verbessern und schneller entwickeln können.

Kombinationsmöglichkeiten sind gigantisch

Die Zahl der Kombinationsmöglichkeiten von Inhaltsstoffen für eine Lackformulierung ist gigantisch: Sollen bei der Entwicklung einer Lackrezeptur nur zehn Härter, zehn Bindemittel, zehn Pigmente und zehn Additive betrachtet werden, ergeben sich bereits 104 oder 10.000 Kombinationen. Variationen der Mengenverhältnisse sind dabei noch gar nicht berücksichtigt.

Raum der Möglichkeiten erkunden

Diesen Raum der Möglichkeiten vollständig abzudecken und alle Kombinationen und Mengenverhältnisse auf ihre Eigenschaften hin zu testen, ist in der Praxis ausgeschlossen. Umgekehrt setzt die systematische Suche nach der optimalen Lackrezeptur aber voraus, genau diesen Raum weitgehend zu erkunden. Einen Ausweg aus diesem Dilemma haben die Lackexperten von Evonik nun mit dem Aufbau der Hochdurchsatz-Anlage gefunden.

Schritte laufen vollautomatisch ab

Sie dosiert Rohstoffe vollautomatisch und formuliert sie im ersten Schritt zu Lacken. Im zweiten Teil der Anlage werden die Substrate mit den zuvor formulierten Lacken beschichtet, getrocknet und dann zur Prüfinsel transportiert. Dort werden die Eigenschaften der Formulierungen charakterisiert. Alle Schritte laufen vollautomatisch nach einem exakt definierten, jederzeit reproduzierbaren Programm ab.

52 Elemente mit 30 Funktionalitäten

Die Anlage besteht aus 52 Elementen, die zu 30 Funktionalitäten zusammengefasst sind; jede Funktionalität steht dabei für das Lösen einer bestimmten Aufgabe, zum Beispiel eine Lackformulierung auf ein Substrat auftragen. Verbunden sind die 52 Elemente über ein Schienensystem, das sich durch alle Anlagenteile zieht und auf dem per Shuttle Behälter und Substrate transportiert werden. Hinzu kommen 13 Roboter, die verschiedene Tätigkeiten durchführen, wie Shuttle bestücken oder beschichtete Substrate in den Ofen legen. Innerhalb von 24 Stunden können durchschnittlich 120 Proben auf der Anlage formuliert werden. Während sie auf ein Substrat aufgebracht und charakterisiert werden, können die Experimente für ein neues Projekt gestartet werden.

40 Arbeitsschritte genau definieren

Dank ausgeklügelter Technik und Software dosiert die HTE-Anlage zuverlässig und reproduzierbar. Sie registriert eventuelle Abweichungen vom Sollwert und speichert sie. Damit lässt sich bei auffälligen Ergebnissen leicht nachvollziehen, ob es Unregelmäßigkeiten in den Arbeitsabläufen gab. Mit bis zu 600 Parametern lassen sich 40 verschiedene Arbeitsschritte in der HTE-Anlage genau definieren.

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