Im JOT Journal für Oberflächentechnik / Springer Professional ist ein neuer Artikel erschienen. Unter dem Titel „Neues optisches Messverfahren für Rotationszerstäuber“ stellt er einen neuen optischen Messansatz zur Bestimmung von Tropfentrajektorien und Trajektorienverteilungen in Sprays von Rotationszerstäubern vor.
Schäfer, W. Neues optisches Messverfahren für Rotationszerstäuber. JOT Journal für Oberflächentechnik 66, 52–53 (2026). https://doi.org/10.1007/s35144-026-3895-3
https://link.springer.com/article/10.1007/s35144-026-3895-3#citeas
Rotationszerstäuber spielen in modernen Beschichtungs- und Lackierprozessen eine zentrale Rolle. Sie erzeugen feine Tropfen mit hoher Geschwindigkeit und beeinflussen Beschichtungsqualität, Materialeffizienz und Prozessstabilität maßgeblich. Deshalb ist das Spray-Monitoring an Rotationszerstäubern wichtig, um industrielle Beschichtungsprozesse zu verstehen und zu regeln.
Die Tropfenbewegung nach der Zerstäubung hängt von vielen Parametern ab, darunter Glockendrehzahl, Glockengeometrie, Lackdurchfluss, Lenkluft und die Materialeigenschaften des Beschichtungsstoffs. Ein neues optisches Messverfahren macht diese Tropfenbewegung direkt messbar. Das Verfahren ermöglicht die Messung von Tropfentrajektorien mithilfe mehrerer unterschiedlich geneigter Lichtlinien.
Wenn Tropfen diese Lichtfelder durchqueren, erzeugen sie zeitaufgelöste Lichtstreusignale. Diese Signale enthalten Informationen über die Tropfenbewegung, die Flugrichtung und das Sprayverhalten. Damit kann das Verfahren helfen, einzelne Tropfentrajektorien oder statistische Trajektorienverteilungen in einem Spray zu bestimmen.
Mehr Information durch geneigte Lichtlinien
Die klassische optische Spraymessung verwendet häufig eine einzige Lichtlinie. Ein einzelnes Lichtstreusignal zeigt jedoch nicht immer die tatsächliche Bewegungsrichtung eines Tropfens. Signalbreite und Signalform hängen von der Tropfengeschwindigkeit und vom Kreuzungswinkel ab.
Das neue Verfahren nutzt mindestens zwei geneigte Lichtlinien. Ein Tropfen durchquert diese unterschiedlich ausgerichteten Lichtfelder und erzeugt mehrere Lichtstreusignaturen. Durch den Vergleich von Signalbreite, Signalform, Amplitude oder integrierter Signalintensität kann das System die Messung von Tropfentrajektorien und das Spray-Monitoring an Rotationszerstäubern unterstützen.
Zwei Messkonzepte für Rotationszerstäuber
Das Verfahren unterstützt zwei Messkonfigurationen.
In der ersten Konfiguration teilen sich mehrere geneigte Lichtlinien ein gemeinsames Messvolumen. Ein einzelner Tropfen kann dann mehrere zusammengehörige Lichtstreusignale erzeugen. So kann das System die Trajektorie eines einzelnen Tropfens bestimmen oder eingrenzen.
In der zweiten Konfiguration umgeben mehrere getrennte Messvolumina das Spray oder sind entlang des Sprays angeordnet. Die Signale müssen nicht vom selben Tropfen stammen. Stattdessen vergleicht das System statistische Werte wie mittlere Signalbreite, Signalverteilung, Amplitude und integrierte Intensität. Dieses Konzept eignet sich besonders für die Überwachung von Tropfenensembles in Sprays von Rotationszerstäubern.
Anwendung in der industriellen Beschichtungstechnik
Das Spray-Monitoring an Rotationszerstäubern bietet großes Potenzial für Beschichtungsanwendungen. Kurz nach dem Verlassen der rotierenden Glocke bewegen sich die Tropfen innerhalb eines statistischen Ensembles häufig auf ähnlichen Bahnen. Veränderungen dieser Bahnen können auf Veränderungen im Prozess hinweisen.
So können Änderungen der Trajektorienverteilung beispielsweise auf Schwankungen von Glockendrehzahl, Lenkluft, Lackdurchfluss, Glockengeometrie oder Materialeigenschaften hindeuten. Das Verfahren kann außerdem helfen, Drift, Prozessinstabilitäten oder Fehlausrichtungen im laufenden Betrieb zu erkennen.
Der Ansatz unterstützt daher Prozessüberwachung, Qualitätskontrolle, Materialcharakterisierung und künftig die geregelte Steuerung (Closed Loop) von Beschichtungsprozessen. Besonders relevant ist er für komplexe Beschichtungsstoffe, Suspensionen, Lackmischungen und partikelbeladene Flüssigkeiten.
Potenzial für Echtzeit-Spray-Monitoring
Das Verfahren arbeitet optisch und berührungslos. Es stört die Tropfen mechanisch nicht und kann während des laufenden Sprühprozesses eingesetzt werden. Durch den Vergleich der gemessenen Signale mit Referenzzuständen lassen sich Prozessänderungen frühzeitig erkennen.
Dies eröffnet neue Möglichkeiten für das Echtzeit-Spray-Monitoring an Rotationszerstäubern. In automatisierten Beschichtungsanlagen können solche Messdaten dabei helfen, Prozessparameter anzupassen, Materialänderungen zu erkennen, die Prozesstransparenz zu verbessern und Ausschuss zu reduzieren.
Die Technologie eröffnet einen neuen Weg für die optische Spraydiagnostik, die Charakterisierung von Rotationszerstäubern, die Messung von Tropfentrajektorien und die KI-gestützte Prozessüberwachung in industriellen Lackier- und Beschichtungsanwendungen.
