14 Beschichtungsarten, die für industrielle Anwendungen in Betracht gezogen werden sollten

Arten von Beschichtungen

Gängige Beschichtungsarten umfassen PulverbeschichtungDie Liste umfasst Polyurethanbeschichtungen, zinkreiche Beschichtungen, metallisierte Beschichtungen und Acrylbeschichtungen. Außerdem beinhaltet sie Anodisieren, physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), Galvanisieren und Keramikbeschichtungen. 

Jede dieser Beschichtungsoptionen erfordert spezifische Anwendungsstrategien und ideale Anwendungsumgebungen. 

Folglich werden in diesem Artikel die verschiedenen Arten von Beschichtungsmaterialien für industrielle Anwendungen beschrieben. 

Was sind Schutzbeschichtungen?

Schutzbeschichtungen sind speziell entwickelte Materialschichten, die auf eine Oberfläche aufgebracht werden. Ihre Beschichtungseigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit, schützen die Oberfläche vor Abnutzung, chemischem Angriff, UV-Strahlung und Korrosion. 

Diese Beschichtungen können der Oberfläche auch ein dekoratives Aussehen verleihen. Sie bilden eine Barriereschicht zwischen der Umgebung und dem Untergrund. 

Schutzbeschichtung vs. Lack: Worin liegt der Unterschied?

Ein weit verbreiteter Irrtum ist, dass Farbe und Schutzanstrich dasselbe seien. Zwar werden beide als Flüssigkeiten oder halbfeste Stoffe aufgetragen und trocknen nach dem Auftragen, doch das ist auch schon alles, was sie gemeinsam haben. 

Dekorative Farben sind, wie der Name schon sagt, für ästhetische Zwecke entwickelt worden. Ihre Trockenfilmdicke (DFT) liegt zwischen 25 und 75 Mikrometern. 

Die meisten industriellen Schutzbeschichtungen dienen als Barriereschichten, obwohl einige Systeme, wie z. B. zinkreiche Beschichtungen, auch einen Opferanodenschutz bieten. Ihre Trockenfilmdicken (DFT) reichen von 125 bis über 2,500 Mikrometer.  

Bevor diese Beschichtungen als industrietauglich gelten können, werden sie mehreren Tests unterzogen, darunter Tests auf Abriebfestigkeit, beschleunigte Bewitterung und Chemikalienbeständigkeit. 

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14 gängige Arten von Industriebeschichtungen

Zu den wichtigsten Beschichtungsmaterialtypen für industrielle Anwendungen zählen Epoxidharzbeschichtungen, Polyurethanbeschichtungen, Polysiloxanbeschichtungen, zinkreiche Beschichtungen, Alkydharzbeschichtungen, KTL-Beschichtungen, metallisierte Beschichtungen und Acrylharzbeschichtungen. 

Weitere Optionen sind Keramikbeschichtungen, Brandschutzbeschichtungen, Konversionsbeschichtungen, physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), Galvanisierung und Pulverbeschichtung. Jede Beschichtung unterscheidet sich in ihren Eigenschaften.

1. Epoxidbeschichtungen

Epoxidharz ist eines der am weitesten verbreiteten Barrierebeschichtungssysteme zum Schutz von Stahl vor Feuchtigkeit und chemischen Angriffen. Es entsteht durch die Aushärtung von Epoxidharzen mit einem Härter. 

Aufgrund ihrer hohen Haftungsfähigkeit auf gestrahltem Stahl werden Epoxidbeschichtungen häufig für Lagertanks, Rohrleitungen und Fußböden eingesetzt. Für optimale Ergebnisse im Außenbereich wird eine Polyurethan-Deckschicht empfohlen. 

Industrielle Epoxidbeschichtung

2. Polyurethan-Beschichtungen

Die wichtigsten Eigenschaften von Polyurethanbeschichtungen sind UV-Beständigkeit und Farbbeständigkeit. Die Beschichtung wird häufig für Bauwerke eingesetzt, die ihr Aussehen über Jahre hinweg beibehalten sollen, beispielsweise Brücken. 

Beim Umgang mit Isocyanathärtern müssen die strengen COSHH- und PSA-Vorschriften eingehalten werden. 

3. Polysiloxanbeschichtungen

Diese Hochleistungsbeschichtungen verdanken ihre Korrosions- und Verschleißbeständigkeit ihren starken Silizium-Sauerstoff-Bindungen. Auf exponierten Stahlkonstruktionen kann diese Beschichtung eine Lebensdauer von über zwanzig Jahren erreichen. Daher findet man Polysiloxanbeschichtungen in Chemieanlagen und großen Brücken. 

4. Zinkreiche Beschichtungen

Das Prinzip von Zinküberzug Bei der Zinkabscheidung wird Zink elektrochemisch abgetrennt, um den darunterliegenden Stahl zu schützen. Diese Beschichtung kann organisch oder anorganisch sein. Die Epoxidharz-Beschichtung ist organisch, die Ethylsilikat-Beschichtung hingegen anorganisch. 

5. Alkydbeschichtungen 

Hierbei handelt es sich um ölmodifizierte Polyester, die während der Aushärtung Sauerstoff aufnehmen. Die Beschichtungen eignen sich hervorragend für allgemeine Instandhaltungsarbeiten, auch an leichten Konstruktionen und in allgemeinen Fertigungsbetrieben. Da sie bei Kälte langsam aushärten und eine geringe Wasserbeständigkeit aufweisen, werden Alkydharzbeschichtungen selten für Korrosionsschutzprojekte eingesetzt. 

Alkydbeschichtung

6. Metallisierte Beschichtung

Es handelt sich um eine widerstandsfähige Beschichtung aus Aluminium oder Zink, die thermisch auf das Metall aufgespritzt wird. Sie bildet eine dichte, poröse Schicht, die aufgrund der mechanischen Verbindung jahrzehntelang halten kann. 

Die Anwendung dieser Beschichtung ist oft vergleichsweise kostspielig, da Anforderungen wie spezialisiertes Personal/Ausrüstung, langsamere Anwendung und Schwierigkeiten bei der Anwendung auf komplexen Bauteilen bestehen. 

7. Acrylbeschichtungen

Acrylbeschichtungen sind organische Beschichtungen, die häufig in industriellen und architektonischen Anwendungen eingesetzt werden. Diese wasserbasierten Beschichtungen bestehen aus einer Acrylpolymeremulsion, die mit Pigmentpartikeln vermischt ist. 

Acrylbeschichtung für Brücke

8. Pulverbeschichtungen 

Die Kunden schätzen die Vielfalt Arten der Pulverbeschichtung Aufgrund ihrer ästhetischen Wirkung und Langlebigkeit sind diese Beschichtungen zudem umweltfreundlich, da sie keine VOC-haltigen Lösungsmittel enthalten. 

9. KTL-Beschichtungen 

Das E-Coating-Verfahren Diese Technik nutzt die elektrophoretische Anziehung, um Lackpartikel auf ein leitfähiges Material aufzubringen. Sie ist besonders beliebt bei Automobil- und Landwirtschaftsmaschinen, wo komplexe Geometrien und Vertiefungen häufig vorkommen. 

E-beschichteter Fahrzeugaufbau

E-Beschichtungen sind in der Massenproduktion kosteneffizient und bieten eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. 

10. Keramikbeschichtungen

Wenn die Beschichtungstemperaturen den Grenzwert überschreiten, werden Keramikbeschichtungen als Alternative zu herkömmlichen organischen Beschichtungen eingesetzt. Die thermisch gespritzten Beschichtungen eignen sich ideal für Systeme in Wärmetauschern, Raffinerien und Turbinen. Keramikbeschichtungen sind verschleißfest und tragen dazu bei, den Beschichtungsverschleiß in Umgebungen mit hohen Temperaturen und starker Abrasivität zu minimieren. 

Keramische Beschichtung auf einer Turbinenschaufel

11. Intumeszierende Beschichtungen

Intumeszierende Beschichtungen dienen als passiver Brandschutz für Beton, Stahl und Holz. Sie sind dünn, dehnen sich aber bei Hitzeeinwirkung aus. Der entstehende kohlenstoffhaltige Schaum minimiert die Wärmeübertragung auf den Untergrund. 

Bei brandgefährdeten Gebäuden ist diese Art von Beschichtung konstruktionsbedingt erforderlich. Sie kann das Versagen der Konstruktion um bis zu 120 Minuten verzögern. 

12. Konversionsbeschichtungen

Konversionsbeschichtungen bilden nach der Reaktion mit dem Metall eine Schutzschicht. Diese Beschichtungsschicht kann die Haftung von Lacken verbessern, die Optik aufwerten und vor Rost schützen. 

Beispiele für Konversionsbeschichtungen sind:

• Eloxieren
• Oxidbeschichtung
• Chromatbeschichtung
• Phosphatbeschichtung 

13. Physikalische Dampfabscheidung (PVD)

PVD-Beschichtung Es ist verschleißfest und dekorativ. Die Beschichtung ist zudem vielseitig, wie ihre Kompatibilität mit Keramik, Kunststoffen und Metallen wie Aluminium, Kupfer und Titan beweist.   

14. Galvanisieren

Bei der Galvanisierung handelt es sich um die kontrollierte elektrochemische Abscheidung einer Metallschicht auf einem leitfähigen Substrat. 

Galvanisierte CNC-bearbeitete Teile

Im Fertigungsbereich ist dies sinnvoll;

• Unterstützung der Hersteller bei der Verwendung kostengünstiger Basismetalle
• Erhöht die Verschleißfestigkeit 
• Verbessert die Korrosionsbeständigkeit 
• Potenzielle Minimierung der Wartungskosten

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Vergleichstabelle für Beschichtungsarten

Die folgende Tabelle mit Beschichtungsmaterialtypen, ihren Eigenschaften und gängigen Anwendungsbereichen kann Ihnen bei der Auswahl der am besten geeigneten Beschichtung für Ihre Anwendung helfen. 

Was sind Hartbeschichtungen?

Hartbeschichtungen sind Spezialbeschichtungen, die für Verschleißfestigkeit entwickelt wurden. Diese Beschichtungsmaterialien weisen eine deutlich höhere Härte als das Grundmaterial auf. Beispiele hierfür sind Hartanodisierung Typ III, stromlose Vernickelung und PVD-Beschichtungen, die Härtewerte von 70, 72 bzw. 80 HRC erreichen können. 

Diese Beschichtungen sind relevant für Metall-auf-Metall-Kontaktanwendungen, bei denen Beschichtungsverschleiß an der Tagesordnung ist. 

Welche Beschichtung eignet sich am besten für CNC-gefräste Teile?

Es gibt keine allgemein beste Beschichtungsart für CNC-gefertigte Teile – die beste Wahl hängt immer von den Toleranzanforderungen, der Arbeitsumgebung und den Kosten sowie anderen Faktoren ab. 

Natürlich kommen manche Beschichtungen in bestimmten Anwendungsbereichen immer zum Einsatz. Beispielsweise werden verschleißanfällige CNC-Aluminiumteile üblicherweise hartanodisiert (Typ III). 

Chemisch Nickel ist die erste Wahl für bearbeitete Aluminium- oder Stahlteile mit komplexen Geometrien.  

Es gibt einen Grund dafür, dass die hochpreisigen PVD-Beschichtungen üblicherweise bei Werkzeugen und anderen Präzisionsmechanismen eingesetzt werden: Sie weisen eine geringe Reibung und eine hohe Härte auf. 

Was ist die beste Schutzbeschichtung?

Auch hier kommt es ganz darauf an, was Ihr Projekt beinhaltet. Eine pauschale Antwort gibt es nicht, da Faktoren wie Leistungsanforderungen, Substratart und Betriebsumgebung berücksichtigt werden müssen. 

Betrachten wir beispielsweise eine Stahlkonstruktion in Küstennähe. Die empfohlene Beschichtung unterscheidet sich von derjenigen, die für ein präzisionsgefertigtes CNC-Aluminiumteil erforderlich ist. 

Stahlkonstruktionen für den maritimen Bereich

Für das Küstenprojekt wird eine zinkreiche Epoxidgrundierung in Kombination mit einer Polysiloxan-Deckschicht benötigt. Entscheidet man sich für die günstigere Standard-Polyurethan-Deckschicht, muss man mit häufigeren Nachlackierungen rechnen. 

Für das Präzisionsbauteil aus Aluminium genügt eine kostengünstige Lösung wie beispielsweise eine Hartanodisierung vom Typ III. 

Wie lange halten Schutzbeschichtungen?

Die Lebensdauer von Beschichtungen hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Umgebungsbedingungen, Betriebsbedingungen, Oberflächenvorbereitung, Schichtdicke und Beschichtungsart. In der Praxis gelten jedoch Richtwerte: Die meisten Beschichtungen halten zwischen 5 und 25 Jahren. 

• Alkydsysteme: Bis zu 10 Jahre
• Polysiloxan-Decklacke: Bis zu 25 Jahre
• Harteloxiert (Typ III): Bis zu 25 Jahre
• Chemisch Nickel: Bis zu 15 Jahre
• Intumeszierende Beschichtungen: Bis zu 25 Jahre
• Zinkreiche Epoxidsysteme: Bis zu 25 Jahre 

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Was kosten industrielle Schutzbeschichtungen?

Die Kosten für industrielle Schutzbeschichtungen können erheblich variieren. Faktoren, die die Kosten Ihres Projekts beeinflussen können, sind unter anderem die Komplexität des Bauteils, das Produktionsvolumen und die Art des Verfahrens. 

Hier sind einige Richtwerte für die geschätzten Kosten, die Ihnen als Orientierung dienen können:

* AnmerkungHierbei handelt es sich um Richtwerte, die auf allgemeinen Marktbedingungen und üblichen Anwendungsparametern basieren. 

Faktoren, die bei der Auswahl der Art von Industriebeschichtungen zu berücksichtigen sind

Bei der Auswahl zwischen verschiedenen Beschichtungsmaterialien sollten Sie folgende Faktoren berücksichtigen: Substratmaterial, funktionale Anforderungen, regulatorische Anforderungen, Betriebsumgebung, Maßtoleranzen und Gesamtkosten über die gesamte Lebensdauer. 

• SubstratmaterialDie chemische und mechanische Kompatibilität zwischen Beschichtung und Substrat ist von Bedeutung. Unterschiedliche Materialien dehnen sich unterschiedlich aus und verbinden sich auf unterschiedliche Weise mit Beschichtungen. 
• Funktionale AnforderungenErfüllt die Beschichtung mehrere Funktionen? Zu den entscheidenden funktionellen Eigenschaften zählen Chemikalienbeständigkeit, Brandverhalten, Temperaturbereich und Abriebfestigkeit. 
• Regulatorischen AnforderungenSie bevorzugen vielleicht einen bestimmten Mantel, aber Achtung: Vorschriften stellen eine weitere ernsthafte Einschränkung dar. Zu den zu berücksichtigenden Normen gehören:
  • ISO 12944, NACE/AMPP 
  • REACH
  • RoHS
  • ATEX
  • Spezifische Inspektionsanforderungen 

• BetriebsumgebungBetrachten Sie Folgendes:
  • Immersionszonen
  • Vergrabene oder geschlossene Umgebungen 
  • Atmosphärische Belastung 
• MaßtoleranzDiese Entscheidung ist entscheidend für passgenaue Baugruppen und Präzisionsbauteile. Thermisches Spritzen mag für einen Brückenträger funktionieren, kann aber für ein Gewindebefestigungselement katastrophale Folgen haben. 
• LebenszykluskostenDie höchsten Einzelkosten sind selten die teuersten, wenn man die Gesamtkosten über die gesamte Lebensdauer betrachtet. Eine Standard-PU-Beschichtung kostet unter Umständen nur ein Drittel einer Polysiloxan-Deckschicht. Allerdings hält PU etwa 8 Jahre, Polysiloxan hingegen 25 Jahre. 

Vorteile der Verwendung der richtigen Schutzbeschichtung

Die Gründe, die für eine Schutzbeschichtung Ihrer Teile sprechen, sind die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften, minimale Gesamtbetriebskosten, gleichbleibende Leistung und eine verlängerte Lebensdauer der Komponenten. 

• Einhaltung von VorschriftenDie Einhaltung der NACE-, REACH- und anderer Anforderungen verhindert Kosten, die mit Betriebsunterbrechungen und Inspektionsfehlern verbunden sind. 
• Minimale GesamtbetriebskostenWeniger Nacharbeiten und Neubeschichtungszyklen bedeuten erhebliche Kosteneinsparungen. 
• Gleichbleibende LeistungEine korrekt spezifizierte und aufgetragene Oberflächenbeschichtung gewährleistet eine gleichbleibende Leistung und unterstützt die geplante Instandhaltung und Budgetprognose.   
• Längere Lebensdauer der Komponenten: 

Die Grenzen industrieller Schutzbeschichtungen

Industrielle Schutzbeschichtungen können hinsichtlich Anfälligkeit für mechanische Beschädigungen, Abhängigkeit von der Oberflächenvorbereitung, Anwendungsbedingungen, Kompatibilitätsbeschränkungen sowie Gesundheits- und Regulierungsrisiken Mängel aufweisen. 

• Mechanischer Schaden – Beschichtungen wie Keramik und Intumeszenzmaterialien sind anfällig für Abrieb und Beschädigungen durch Stöße. 

Industriebeschichtungsfehler

• Abhängigkeit von der Oberflächenvorbereitung – Eine mangelhafte Oberflächenvorbereitung kann selbst die beste Beschichtung wirkungslos machen. 
• Bewerbungsbedingungen – Die effektive Aushärtung einer Beschichtung hängt von Temperatur, Taupunkt und Luftfeuchtigkeit ab. 
• Kompatibilitätseinschränkungen – Bei manchen Beschichtungen besteht Haftungsproblematik. Beispielsweise kann es zu Ablösungen zwischen den Schichten kommen, wenn das falsche Zwischenmittel zusammen mit der Zinkgrundierung verwendet wird. 
• Gesundheits- und regulatorische Risiken Die Beschränkungen für sechswertige Chromate, hochviskose Lösungsmittel und Isocyanate werden immer strenger. Hinzu kommen neue Anforderungen an Handhabung und Entsorgung. 

Wie verschiedene Arten von Schutzbeschichtungen aufgetragen werden

Zu den Applikationsmethoden gehören Anodisieren, Airless-Spritzen, Streichen und Rollen, Galvanisieren und thermisches Spritzen. 

Anodisierungsverfahren 

Anstatt einen Film auf das Metall (Aluminium) aufzutragen, wird in einem elektrochemischen Bad eine dichte Oxidschicht auf dem Metall erzeugt. Die Beschichtung, die auf Aluminium beschränkt ist, ist hart und formstabil. 

Airless-Sprühverfahren  

Die Farbe wird unter Luftabschluss zerstäubt, um schnell und großflächig dicke Farbschichten aufzutragen. Dieses Auftragsverfahren eignet sich besonders für Behälter und Stahlkonstruktionen. 

Airless-Spritzen 

Pinsel- und Rollenmethode 

Die Methode mit Pinsel und Rolle eignet sich ideal für schwer zugängliche Stellen, Schraubenköpfe und Schweißnähte. Für großflächige Anwendungen ist sie weniger geeignet. 

Galvanisierungsverfahren 

Ein Elektrolytbad versorgt ein Bauteil in einer hochgradig kontrollierten Umgebung mit Metallionen. Dieses stromgesteuerte Verfahren eignet sich besonders für Präzisionsteile, Befestigungselemente und Ventile.  

Thermisches Spritzverfahren 

Mittels Lichtbogen- oder Flammenwerfer wird geschmolzenes Metall auf die Oberfläche geschleudert, wodurch eine dichte Aluminium- oder Zinkschicht entsteht. 

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Zukunftstrends bei industriellen Schutzbeschichtungen

Bei industriellen Schutzbeschichtungen werden Fortschritte in Bereichen wie Nachhaltigkeitskonformität, dreiwertigen Chromprozessen, Nanokompositbeschichtungen, Plasmaelektrolytischer Oxidation (PEO) und digitaler Prozessüberwachung erwartet. 

• Nachhaltigkeits-Compliance
• Prozesse mit dreiwertigem Chrom
• Nanokomposit-Beschichtungen
• Plasmaelektrolytische Oxidation (PEO) 
• Digitale Prozessüberwachung

Fazit 

Industrielle Beschichtungstechniken helfen Herstellern, das Aussehen und die Leistung von Bauteilen zu verbessern, ohne dass sie komplette Bauteile aus speziellen oder teuren Beschichtungsmaterialien herstellen müssen. 

Wir haben gesehen, wie unterschiedlich die Leistungsfähigkeit und Eignung dieser Beschichtungen ist, von UV-beständigen Polyurethanbeschichtungen bis hin zu temperaturbeständigen Keramikbeschichtungen. 

Ob Standardbeschichtung oder Spezialbeschichtung: Wir bei ProleanTech helfen unseren Kunden, Leistungs- und Ästhetikanforderungen mit verschiedenen Beschichtungsarten in Einklang zu bringen. Pulverbeschichtung sind auf zuverlässige Leistung ausgelegt. 

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