Mit dem Lean Lab hat BASF am Standort Münster ein modernes, modulares Laborkonzept für die Herstellung von Fahrzeuglacken realisiert. Im Vordergrund stehen dabei digitalisierte und transparente Entwicklungsprozesse sowie ein hohes Maß an Ressourceneffizienz. Das Labor bietet optimale Rahmenbedingungen, um den wachsenden Anforderungen auf dem Markt für Fahrzeug- lacke noch schneller und flexibler zu begegnen. Einen maßgeblichen Anteil daran haben Lösungen der Timmer GmbH. Im Herzen der Lackentwicklung arbeiten rund 300 Doppelmembranpumpen des Neuenkirchener Unternehmens. Sie sorgen für Prozesssicherheit und Energieeffizienz auf höchstem Niveau.
Der Markt für Fahrzeuglacke hat sich in den vergangenen Jahren äußerst dynamisch entwickelt. Technologische Fortschritte und das Bewusstsein für hochwertige Lacke führten zu einer wachsenden Vielfalt an Beschichtungsoptionen. Im Zuge dieser Entwicklung stiegen nicht nur die Komplexität der Produktion, sondern auch die Anforderungen an Qualität und Fertigungsprozesse.
Deshalb, und um Arbeitsprozesse noch effizienter, einfacher und transparenter zu gestalten, hat BASF das modulare Laborkonzept Lean Lab ins Leben gerufen. Mittels einer speziellen Software vernetzt BASF alle eingebundenen Arbeitsbereiche des Labors miteinander, an denen die praktische Probenherstellung erfolgt, und kann dank dieser Vernetzung die gesamte Rohstoffversorgung zentral koordinieren und steuern. Das beschleunigt die Arbeitsabläufe erheblich, da die Rohstoffe immer zeitlich passend an ihren vorgegebenen Plätzen zur Verfügung stehen.
Prozessautomatisierung in der Lackentwicklung
Früher bestand die Entwicklung der Lacke zu einem großen Teil aus Handarbeit. Labormitarbeiter gaben manuell per Pipette bestimmte Mengen an Rohstoffen in die Gesamtmischung, um einen Lack zu erzeugen. Heute passiert das zu einem hohen Grad automatisch. Im Lean Lab kommt ein speziell für diesen Zweck entwickelter Labordosierautomat zum Einsatz, der wiederkehrende Arbeitsschritte automatisiert. Ganz konkret bedeutet das: Die Mitarbeiter wählen an der Anlage ein bestimmtes eingespeichertes Produkt aus, das System ruft die entsprechende Rezeptur ab und mischt die Rohstoffe automatisch im präzisen Verhältnis zusammen. So ist die Qualität der Ausgangsmischung gleichbleibend hoch.
Effiziente Doppelmembranpumpen, in diesem Fall von der Timmer GmbH, machen diese Automatisierung erst möglich – sie sind das Herzstück der Anlage und elementar für ihre Funktionalität. Denn die zentrale Rohstoffversorgung der mehr als 300 über den Dosierautomaten verfügbaren Dosierstellen findet mittels der Timmer-Pumpen statt. Die Materialien werden über diese Pumpen gefördert, dosiert und regelmäßig umgewälzt. BASF arbeitet für die Entwicklung der Lacke mit mehreren hundert Rohstoffen, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Die zu dosierenden Rohstoffe unterschieden sich stark in ihrem Fließverhalten und der hohen Spannbreite an Viskositäten. Ohne konstante Pumpenleistungen ist eine auf das Gramm genaue Dosierung nicht realisierbar.
Platzsparend und energieeffizient
Mit den Pumpen kann BASF nahezu alle Materialien fördern. Ein großer Vorteil sind ihre kompakte Bauweise und Bedienfreundlichkeit. Im Vergleich zu herkömmlichen Varianten sind die Doppelmembranpumpen nur etwa halb so groß. Da BASF mehrere hundert Pumpen im Einsatz hat, die in geringen Abständen verbaut sind, spart das Unternehmen dadurch erheblich an Platz. Gleichzeitig ermöglicht diese Lösung einen vereinfachten Zugang. Müssen bestimmte Pumpen zur Revision, können sie sehr schnell und unkompliziert ausgebaut beziehungsweise demontiert werden.
Ein weiterer Vorteil: Die Doppelmembranpumpen verfügen über einen sehr geringen Anlaufdruck. Während herkömmliche Varianten auf dem Markt etwa einen Anlaufdruck von 1,5 bis 2 bar benötigen, damit die Pumpe überhaupt läuft, benötigt die Timmer-Lösung lediglich 0,5 bar und arbeitet prozesssicher bereits mit 1 bar Druck. Das führt mittel- und langfristig zu deutlichen Energieeinsparungen, da weniger Druckluft benötigt wird.
Darüber hinaus ist ein Stillstand der Pumpen ausgeschlossen. Dafür sorgt ein spezielles Keramik-Sprungventil, das besonders verschleißarm ist. In der Regel ist die Membran das Hauptverschleißteil einer Pumpe – wie die Bremsklötze beim Auto. Ist ein Membranwechsel notwendig, müssen üblicherweise auch das Ventil und die gesamte Dichtung erneuert werden. Sämtliche Teile, die sich im Herzstück der Timmer-Pumpe bewegen, bestehen aus Keramik in Verbindung mit feingeschliffenen Hochleistungskunststoffen. Das führt zu einem minimalen Verschleiß im Ventil selbst. Hinzu kommt der Einsatz eines Kurzhub-Prinzips, bei dem die Membran kürzere Hübe ausführt und infolgedessen geschont wird. Dadurch entsteht zudem eine geringere Pulsation – also weniger Druckstöße in der Leitung. Eine hohe Pulsation kann zu Verfälschungen in der Messung der Rohstoffmenge führen. Da BASF zum Teil im Milligramm-Bereich abfüllt, ist das ein wichtiger Faktor. Zum anderen verfügt die Timmer-Lösung über eine sogenannte Rastfunktion. Ist die Fördermenge zu gering, bleiben herkömmliche Pumpen häufig stehen und laufen anschließend nicht eigenständig wieder an. Mit den Timmer-Pumpen kann BASF dagegen Rohstoffe selbst in Minimalmengen problemlos fördern.
Die digitale Vernetzung im Lean Lab, bei der leistungsstarke Pumpentechnologien ein wichtiger Bestandteil sind, führte schnell zu den gewünschten Ergebnissen: BASF konnte die Qualität der Lackproben optimieren und die Effizienzen dazu nutzen, die Geschwindigkeit für den Kunden zu erhöhen.
