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Plasma-Pulver-Auftragschweißen

Das Plasma-Pulver-Auftragschweißen (auch PTA-Verfahren „Plasma-Transfferred Arc“) ist ein thermisches Beschichtungsverfahren zur Oberflächenbehandlung. Bei diesem Schweißverfahren, das primär zum Auftragschweißen von verschleiß- und korrosionsbeständigen Schichten auf ein Grundmaterial genutzt wird, wird eine Schutzschicht metallurgisch mit dem Grundmaterial (z. B. niedriglegierter Stahl, rostfreier Stahl, Gusseisen, Bronze, Nickelbasissuperlegierungen) verbunden.

Arbeitsprinzip: Beim PTA-Auftragsschweißen wird die Werkstückoberfläche des zu schützenden Werkstückes mit einem Plasmalichtbogen angeschmolzen. Das Plasma wird mit Hilfe eines Plasmagases  (z. B. Argon, Helium) durch einen Lichtbogen zwischen Kathode und Anode erzeugt. Der entstehende Plasmalichtbogen mit hoher Dichte dient als Wärmequelle und ein Metallpulver wird als Auftragsmaterial verwendet. Das Pulver wird im Plasmastrahl erhitzt und auf die Werkstückoberfläche aufgetragen. Hier schmilzt es vollständig im Schmelzbad auf dem Substrat. Das ganze Verfahren findet in der Atmosphäre eines Schutzgases (z. B. einem Argon-Wasserstoff-Gemisch( statt.
Vorteile des Verfahrens: Das PTA-Verfahren  ermöglicht eine niedrige Aufmischung (5-10 %), eine kleine Wärmeinflusszone, eine große Auftragsrate  (bis zu 20 kg/h) und eine echte metallurgische Verbindung zwischen dem Substrat und der Schicht. Durch den Zusatzwerkstoff in Pulverform, der einfacher herzustellen ist als z. B. Schweißstäbe oder –Drähte, können nahezu beliebige Werkstoffe und Werkstoffkombinationen in allen Härtebereichen aufgetragen werden.
Das Verfahren überzeugt durch den hohen Automatisierungsgrad und daher durch eine hohe Reproduzierbarkeit der Schweißungen. Die vorrangig verwendeten Auftragsschweißpulver können als Nickelbasis-, Kobaltbasis- und Eisenbasislegierungen klassifiziert werden.

Plasmaschweißen

Beim Plasmaschweißen (Plasma-Metall-Inertgasschweißen, EN ISO 4063; Prozess 151) dient ein Plasmastrahl als Wärmequelle. Plasma ist ein durch einen Lichtbogen hocherhitztes elektrisch leitendes Gas. Im Plasmabrenner wird durch Hochfrequenzimpulse das durchströmende Plasmagas (Pilotlichtbogen) gezündet. Dieser brennt zwischen der negativ gepolten Wolframelektrode und der als Düse ausgebildeten Anode und ionisiert die Gassäule zwischen Düse und plusgepoltem Werkstück. Ein berührungsloses Zünden des Lichtbogens ist dadurch möglich. Als Plasmagas sind Gasgemische  aus Argon und Wasserstoff bzw. Argon und Helium gebräuchlich, die die Schmelze vor Oxidation schützt und den Lichtbogen stabilisieren. Die geringfügigen Beimischungen von Helium oder Wasserstoff , verstärken den Einbrand  und erhöhen dadurch die Schweißgeschwindigkeit. Die Einengung des Plasmas durch die wassergekühlte Kupferdüse zu einer fast zylindrischen Gassäule ergibt eine höhere Einergiekonzentration  als beim WIG-Schweißen . Durch den noch bei geringsten Stromstärken  (weniger als 1 A) stabil brennenden Plasmalichtbogen  und die Unempfindlichkeit bei Abstandänderungen der Düse zum Werkstück wird das Verfahren auch in der Mikroschweißtechnik eingesetzt. Mit dem Mikroplasmaschweißverfahren (Schweißstrombereich 0,5-15A) können Bleche mit 0,1 mm noch geschweißt werden. Das Plasma-Stichloch  oder Schlüsselloch-Schweißen wird ab einer Blechdicke von 3 mm eingesetzt und kann in Abhängigkeit vom zu verschweißenden Werkstoff bis zu einer Dicke von 10 mm für das einlagige Schweißen ohne Nahtvorbereitung angewendet werden. Hauptanwendungsgebiete sind der Behälter- und Apparatebau, der Rohrleitungsbau und die Raumfahrt.

Portalfräsmaschine

Für große Werkstücke und gleichzeitig anspruchsvollste Arbeitsergebnisse hat sich die Portalfräsmaschine bewährt, da hier der Werkstücktisch plan aufliegt und die Maschine eine hohe Steifigkeit aufweist. Je nach Bauweise verfährt der Tisch in der Längsachse, bei kleinen Maschinen manchmal auch in der vertikalen Achse, und das Werkzeug in den restlichen Achsen. In der Gantry-Bauweise werden alle drei Bewegungsachsen dem Maschinenportal zugeordnet. Verfügt die Maschine über feste Ständer mit oben liegendem verfahrbarem Querbalken spricht man von einer Brückengantry-Bauweise.

Pulverbeschichten

Die Pulverbeschichtung ist ein Beschichtungsverfahren, bei dem ein elektrisch leitfähiger Werkstoff mit Pulverlack beschichtet wird. Eine Beschichtungsanlage besteht auch Oberflächenvorbehandlung (Reinigung und-/oder Aufbringen einer Konversionsschicht), Zwischentrocknung, elektrostatischer Beschichtungszone und Trockner. Die Werkstücke werden dabei durch ein Fördersystem transportiert.
Typische Untergründe für die Pulverlackierung sind Stahl, verzinkter Stahl und Aluminium.
Weltweit wurden im Jahr 2006 etwa 1.100.000 Tonnen Pulverlack zur Beschichtung eingesetzt. In Europa beträgt der Anteil von Pulverlacken am gesamten Lackmarkt etwa
10 %. Je ein Drittel entfällt auf Europa und Asien, das verbleibende Drittel verteilt sich zur Hälfte auf Nordamerika und den Rest der Welt.
Die zur Pulverbeschichtung benötigten Pulverlacke bestehen im Allgemeinen aus trockenen, körnigen Partikeln, die zwischen 1 und 100 µm groß sind. Chemisch basieren diese auf Epoxid- oder Polyesterharz. Daneben sind Hybridsysteme verbreitet, die sowohl diese Harze als Bindemittel enthalten. Wie sich ein Pulverlack bei der Beschichtung verhält, wird durch seine Partikelgröße  und der Rieselfähigkeit bestimmt. In geringem Maße spielt auch die chemische Zusammensetzung des zu verwendenen Pulverlackes eine Rolle. Je nach Zusammensetzung neigen die Pulverlackpartikel zum Ansintern in der Beschichtungsanlage. Sie sind temperaturempfindlich und beginnen aufzuschmelzen und zu verkleben, wenn die Temperatur 50 °C übersteigt.
Zur Pulverbeschichtung existieren mehrere Normen.  DIN 55633 bezieht sich auf den Korrosionsschutz und die Bewertung von beschichteten Stahlbauten, eines der Hauptanwendungsgebiete der Pulverbeschichtung. EN 15773 bezieht sich auf die Pulverbeschichtung von feuerverzinkten und sherardisierten Gegenständen aus Stahl. 
Seit 1990 werden Pulverlackfördergeräte eingesetzt, die die Förderung direkt aus Gebinden ermöglicht.
Damit das zu beschichtende Pulver aufgetragen werden kann, muss es zunächst zur Lackierpistole transportiert werden. Das Pulver wird vom Frischpulvergebinde in einen Behälter gefördert. Dort wird es dann mit aufbereitetem Rückgewinnungspulver gemischt und gelangt von dort zur Pistole. Das nicht auf das Werkstück übertragene Pulver wird zur Aufbereitung transportiert und von dort wieder in den Kreislauf zurückgebracht. Wichtig ist hierbei, dass die Förderung schonend ist, so dass die Eigenschaften des Pulvers nicht wesentlich beeinflusst werden.
Die Pulverlackpartikel werden zunächst fluidisiert, so dass der Pulverlack gefördert werden kann. Teilweise werden zusätzliche Rührwerke oder vibrierende Elemente eingesetzt. Wird das Pulver dann direkt  aus dem Originalgebinde gefördert, so findet nur eine lokale Fluidisierung statt.
Wird eine Rückgewinnung verwendet, so muss das erneut dem Kreislauf zugeführte Pulver zunächst von Fasern, Schmutz o. ä. gereinigt werden. Hierzu kommen verschieden Siebtypen zum Einsatz (wie Rüttel-, Rotations- oder Ultraschallsiebe).  Das Rückgewinnungspulver wird dem Frischpulver in einem festzulegenden Verhältnis eingesetzt.
Die Präzisionsförderung (50 bis 500 g/min) dient der Zufuhr des Pulverlacks zur Lackierpistole. Um ebenfalls Fehler und Unregelmäßigkeiten in der Beschichtung zu vermeiden, erfordert dies eine möglichst gleichmäßige und genaue Dosierung. Einsetzbare Geräte sind hier der Präzisions- und Stabinjektor. Die Präzisionsinjektoren fördern eine definierte Pulvermenge vom Behälter zur Pistole  und sorgen dort durch Beimischung von Dosierluft zur Konstanthaltung der gesamten Luftmenge. Bei den Stabinjektoren ist keine Fluidisierung notwendig, da die Ansaugung am Boden des Behälters erfolgt.
Die Massenförderung dient dem Transport des Pulverlacks zwischen zwei Behältern, was eine gleichzeitig wirtschaftliche und für den Pulverlack schonende Förderung erfordert. Bei der Massenförderung  kommen die Schubförderung und die Saugförderung zum Einsatz. Die Saugförderung arbeitet mit einem durch viel Luft erzeugten Unterdruck, der das Pulver mitreißt. Die notwendige Trennung von Luft und Pulver wird über Mini- oder Multizyklone  oder Filterabscheider vorgenommen. Bei der Schubförderung wird eine Druckkammer mit zwei Ventilen so geschaltet, dass das Pulver durch im Wechsel eingebrachte Luft vorwärts geschoben wird. Eine Trennung von Luft und Pulver ist daher nicht nötig.
Moderne Pulverlacke werden elektrostatisch appliziert. Bei der elektrostatischen Pulverbeschichtung wird zunächst eine elektrisch geladene Pulverwolke erzeugt. Die gleichnamigen geladenen Partikel werden zur Werkstückoberfläche transportiert. Dort schlagen sie sich nieder, haften dort elektrostatisch und bilden die Pulverlackschicht. Möglich ist eine Aufladung durch Hochspannung oder Reibung.
Bei der Reibung erfolgt die Aufladung durch Berührung von Pulverpartikeln und Wandung der Lackierpistole, wodurch Elektronen aus dem Beschichtungsstoff gelöst werden. Damit die Berührungsfläche möglichst groß wird, ist der Kanal meist ringspaltig oder spiralartig  ausgebildet und innen mit Teflon beschichtet. Die Trennung der Pulverlackteilchen von der Lackierpistole erfolgt schneller, als sich die Ladung dann wieder verteilen kann. Dadurch bleiben die Pulverpartikel geladen. Zuletzt wird das Pulver an der Düse zerstäubt.
Bei der Hochspannung werden die Pulverlackpartikel an einer Elektrode vorbeigeführt, an der eine Spannung von 30 bis 100 kV  gegeben ist. Diese Hochspannung ionisiert die umgebende Luft der Pulverlackartikel. Die Elektrodenspitze weist eine blau-weiße Lichterscheinung, die Corona, auf. Beim Passieren dieses elektrischen Feldes zwischen Elektrode und geerdetem Werkstück durch die Lackpartikel werden Luftionen an die Partikeloberfläche angelagert. Es treffen aber nur etwa 1 bis 3 % der Luftionen auf Pulverteilchen,. Der Rest wird als Raumladung bezeichnet. Bei der sogenannten ionenarmen Corona-Aufladung befindet sich eine zusätzliche, ringförmige Elektrode an der Spitze der Lackierpistole. Diese nimmt die überschüssigen Luftionen auf und leitet deren Ladung ab.
Durch die gleichnamige Aufladung der Pulverlackpartikel bzw. der an ihnen anhaftenden Luftionen stoßen sich diese ab und bilden eine gleichmäßige Pulverlackwolke  aus. Diese folgt den Feldlinien des elektrischen Feldes. Somit gelangen Pulverlackpartikel auf die Rückseite des Werkstücks, wodurch dort ebenfalls eine Beschichtung stattfindet.  Hohlräume und hinterzogene Kanten werden dagegen nicht oder nur schwach beschichtet. Sehr kleine Partikel werden in die Abluft hineingezogen und der Rückgewinnung zugeführt, wodurch das Rückgewinnungspulver feiner als das Frischpulver wird. Sehr grobe Partikel fallen durch die Schwerkraft nach unten und stehen somit nicht für die Beschichtung zur Verfügung.
Jedes auf das Werkstück auftreffende  ionisierte Teilchen erzeugt im Moment des Aufpralls auf das Werkstück eine Gegenladung. Durch die Anziehung zwischen beiden Ladungen haften die Partikel am Werkstück. Durch die gleichnamigen Ladungen ist die Schichtbildung sehr gleichmäßig. Um das Herunterfallen des Pulvers zu verhindern ist es notwendig, dass die elektrische Anziehung zwischen Partikelladung  und Gegenladung größer ist als die Schwerkraft .  Dies erfordert einen hohen elektrischen Widerstand des Beschichtungspulvers, da die Entladung sonst zu schnell erfolgt. Die Beschichtung ist bis zu einigen Stunden haftfähig, ehe das Pulver durch allmählichen Ladungsausgleich abfällt. Die Schichtbildung selbst verläuft zunächst linear. Bei weiter wachsender Schichtdicke nimmt die Feldstärke innerhalb der Pulverschicht zu, so dass ab einer gewissen Schichtdicke die elektrische Festigkeit der Luft überschritten wird. Es kommt zum Spannungsdurchschlag und damit zu einem Gegenstrom geladener Luftionen. In der Sättigungsphase werden nachfolgende Teilchen durch den Gegenstrom so weit entladen, dass sie nicht mehr haften können oder durch die Schwerkraft aus dem Feld fallen. An diesem Punkt erfolgt kein Pulverauftrag mehr, stattdessen zeigen sich durch den Gegenstrom sogenannte Rücksprühkrater, eine Beschichtungsstörung. Aufgrund dieser Selbstbegrenzung der Schichtdicke wird üblicherweise bei einer deutlich niedrigeren Schichtdicke als der max. erreichbaren Schichtdicke gearbeitet. Diese liegt bei handelsüblichen Pulverlacken bei etwa 150 µm.
Da die Pulverpartikel den Feldlinien folgen und deren Dichte an den Kanten höher ist, ist die Schichtdicke an den Kanten meist höher. Dieser sogenannte Bilderrahmeneffekt ist ein Vorteil beim Korrosionsschutz, aber ein Nachteil bezüglich der Passgenauigkeit der beschichteten Werkstücke.
Die Düse an der Lackierpistole dient der Zerstäubung des Pulverlacks und somit der Ausbildung einer homogenen Pulverlackwolke. Zum Einsatz kommen je nach Aufladungsvariante Pralltellerdüsen, Flachstrahldüsen, Fingerdüsen oder Rotationsglocken.
Die älteste Technik ist der Prallteller, der seltener auch als Prallplatte bezeichnet wird. Der stark gebündelte Pulverstrahl trifft auf die Platte und wird von dort auseinandergerissen. Dies erzeugt eine langsame, nur bedingt steuerbare Pulverwolke mit geringem Eindringvermögen. Der Prallteller wird daher meist für flache, großflächige Teile verwendet. Flachstrahldüse bezeichnet ein Mundstück mit Schlitz. Die austretende Wolke hat einen ellipsenförmigen Querschnitt, der gut auszurichten ist. Diese Düsenart wird häufig für komplexe Teile mit Vertiefungen verwendet. Die Fingerdüse wird für Werkstücke mit komplizierter Geometrie und geringer Tiefe verwendet. Bei der Verwendung dieser Düsenart können kurze Kabinen und somit eine leichtere Reinigung realisiert werden
Bei der Rotationszerstäubung, also der Applikation über Glocken, die bei der Flüssiglackierung zu den Standardverfahren gehört, erfolgt die Aufladung des Pulvers über die Ladekante des rotierenden Glockentellers. So wird ein sehr gleichmäßiger Schichtauftrag bei gleichzeitig hohem Auftragswirkungsgrad erzielt. Der Durchsatz ist mit 600 bis 700 g/min (gegenüber bis zu 400 g/min bei der Pralltellerdüse) sehr hoch.
Die richtige Anordnung der Sprühpistolen dient der Erzielung einer gleichmäßigen Schichtdicke. Welche Anordnung die passende ist, hängt dabei wesentlich von der Werkstückgeometrie und der verwendeten Düse ab. Wichtig ist zunächst der Einsatz von starr angebrachten Pistolen oder Hubgeräten.. Hubgeräte haben die Aufgabe, die Pistolen (einzeln oder gruppenweise) zu bewegen. Die Hubgeräte bewegen die Pistolen üblicherweise vertikal, es sind jedoch mehrachsige Ausführungen möglich. Es sind vertikale, horizontale, diagonale oder rautenförmige Anordnungen der Pistolen üblich.
Als geschlossene Beschichtungskabine wird eine an allen Seiten geschlossene Kabine bezeichnet, die nur Öffnungen für den Ein- und Auslauf der Werkstücke besitzt. Eine teilweise geschlossene Beschichtungskabine hat zusätzlich seitliche Öffnungen für die Sprühvorrichtung oder Handbeschichtungsanlagen.
Pulversprühkabinen werden aus Metall, Glas oder Kunststoff gefertigt, wobei der Kunststoff aus einem schwer brennbaren Material gefertigt sein muss und besondere Vorschriften bezüglich Erdung einhalten muss. Kunststoffkabinen sind pulverabweisend, so dass die Verschmutzungsneigung geringer und der Erstauftragswirkungsgrad höher ist.
Pulversprühkabinen können zusätzlich mit einem Reinigungsautomat für die Innenreinigung, einem Austrageband oder Abluftkanal am Kabinenboden und einer auslaufseitigen Absaugung ausgestattet sein. Weiterhin können pulverabstossende Wände und Rakelsysteme zum Einsatz kommen. Hinsichtlich der Rückgewinnung kann in Pulverkabinen eine Filterbandrückgewinnung oder Multizyklonrückgewinnung verwendet werden. Spezielle Anforderungen erfordern Rundkabinen (leichte Reinigung) oder Schnellfarbwechselkabinen.
Für höchste Qualitätsanforderungen ist das Umbauen des gesamten Pulverkreislaufes mit einer unter Überdruck betriebenen Umkabine möglich. Um in diesem Fall Staubeintragungen zu verhindern, besitzt die Umkabine häufig eine Klimatisierung.
Ob eine Rückgewinnung sinnvoll ist oder nicht, hängt im Wesentlichen vom Verhältnis der Kosten für einen Farbwechsel im Verhältnis zu den Kosten für den andernfalls vergeudeten Anteil des aufgetragenen Pulvers ab.
Bei sehr häufigen Farbwechseln und geringen Stückzahlen ist eine Rückgewinnung nicht lukrativ, da die Kosten für die Reinigung höher sind als die Kosten für das vergeudete Pulver. Anlagen mit diesem Anforderungsprofil verzichten daher häufig auf die Möglichkeit der Rückgewinnung. Bei hohen Stückzahlen oder der Verwendung sehr weniger Farbtöne (im Extremfall von nur einem Farbton), ist eine Rückgewinnungseinrichtung sinnvoll. In diesen Anlagen werden Pulverabscheidgrade von bis zu 99 % erreicht, das heißt, dass nur 1 % des verarbeiteten Pulvers als Abfall anfällt. Der Auftragswirkungsgrad ohne Rückgewinnung, also der Anteil Lack, der bei einmaliger Beschichtung auf die Werkstückoberfläche gelangt, liegt dagegen meist bei nur 30 bis 50 %. Das ist niedriger als bei einer Flüssiglackieranlage.
Die Partikelgröße ist bei rückgewonnenem Pulver üblicherweise kleiner als bei Frischpulver. Üblicherweise wird beides daher in einem festen Verhältnis gemischt und für die Weiterverwendung aufbereitet. Frischpulversysteme zur genauen Steuerung dieses Verhältnisses sind nötig, wenn der Pulververbraucht hoch ist und gleichzeitig eine konstante Zumischung von Frischpulver zum Erreichen der geforderten Qualität nötig ist.
Es sind beim Pulverbeschichten verschiedene Sicherheitsvorkehrungen zu treffen. Die Pulverkonzentration muss entweder kleiner als 50 % der unteren Explosionsgrenze sein oder unterhalb 10 g/m³ liegen. Die Kabine muss aus nicht brandunterstützenden Werkstoffen bestehen, bei Kunststoffkabinen müssen sehr energiereiche elektrostatische Entladungen verhindert werden. Automatische Pulversprühkabinen müssen eine automatische Brandmeldeanlage  besitzen, geschlossene Pulverrückgewinnungsanlagen müssen ein Explosionsschutzsystem besitzen. Es sollten auch spannungsführende Anlagenteile in geschlossenen Beschichtungskabinen angeordnet sein, sowie Zugänge durch Abschalten und sofortige Erdung bei Betreten gesichert sein. Bei den Handbeschichtungsanlagen ist zusätzlich die Stromstärke oder die Entladungsenergie begrenzt.
Das Einbrennen beginnt mit dem Aufschmelzen des Pulverlacks im Trockner. Dabei nimmt die Viskosität des Systems zunächst ab und durchläuft ein Minimum. Je weiter der Vernetzungsvorgang fortschreitet, desto höher wird die Viskosität wieder. Am besten ist es, wenn dieses Viskositätsminimum schnell erreicht wird. Das Minimum ist dann stärker ausgeprägt und die Oberfläche des Lacks wird glatter. Bei Überschreiten der optimalen Einbrennbedingungen des Lacksystems beginnt sich dieses zu zersetzen.
Die Einbrenntemperaturen für Pulverlacke liegen zwischen 110 und 250 °C. Bei industriellen Einbrennlacken liegt die Einbrenntemperatur zwischen 140 und 200 °C. Systeme, die bei
140 °C vernetzen, werden bereits als Niedrigtemperaturpulverlack angeboten. Bei entsprechender Verlängerung der Dauer des Einbrennens können Pulverlacke bereits unter 120°C vernetzt werden.
Die Haltezeit beträgt 5 bis 30  Minuten. Diese hängt vom Pulverlackmaterial ab. Die Aufheizzeit hängt von der Dicke des Subtrates ab. Die Summe dieser beiden Zeiten nennt man Verweilzeit. Die genaue Einstellung von Ofentemperatur und Verweilzeit hängt vom Werkstückdurchsatz und vom Einbrennfenster des Pulverlacks ab.  Hinzu kommen hier aber  trocknerspezifische Einflüsse wie das Aufheizverhalten der Luft, Wärmeverluste und die Aufheizgeschwindigkeit des Förderers.
Typische Pulverbeschichtungsanlagen werden mit Durchlauftrocknern ausgerüstet, die getaktet oder beschickt werden. Die im Takt gefahrenen Anlagen bieten sich für größere Werkstücke und geringe Durchsätze an. Die beschickten Trockner werden mit sogenannten A-Schleusen gegen Wärmeverluste ausgerüstet,  bei denen sich Ein- und Auslauf tiefer als die eigentliche Trocknungseinheit befinden. Der Verlust an aufgeheizter Luft wird minimiert, da diese aufsteigt und den Trockner nicht verlassen kann.
Kammertrockner können chargenweise beschickt werden und sind nicht an Taktzeiten gebunden. Es herrschen variierende Einbrennbedingungen, die durch verschiedene Materialstärken, unterschiedliche Einbrennzeiten  oder unterschiedlicher Pulverlacktypen notwendig werden können.
Üblich ist aber die Aufheizung des Trockners durch Konvektion. Das bezeichnet die Energieübertragung durch einen Warmluftstrom, der am Werkstück abkühlt und diesem so die Wärme überträgt. Aufgrund der relativ gleichmäßigen Aufheizung werden solche Trockner häufig verwendet, wenn unterschiedliche Werkstückformen gleichzeitig lackiert werden sollen. Die Beheizung erfolgt indirekt über Wärmetauscher oder direkt durch die Beimischung von Heizgasen (Gasöfen). Dieses stellt jedoch zusätzliche Anforderungen an das Lacksystem sowie an den Reinheitsgrad des Heizgases. Grund dafür ist die mögliche Reaktion von Stickoxiden aus dem Heizgas mit Pulverlackbestandteilen, die zu einer intensiven Vergilbung führen können. Meist wird der Pulverlack deshalb mit Antioxidantien stabilisiert.

Punktsteuerung

Bei der Point-to-Point oder Punktsteuerung kann nur der Endpunkt einer Bewegung festgelegt werden, den die Maschine dann auf ihrem schnellsten Weg anfährt. Im Besonderen findet während der Bewegung keine abgestufte Regelung der Verfahrgeschwindigkeit statt, sondern die Antriebe laufen in der Regel so schnell wie möglich. Deswegen kann nur an den Endpunkten der Bewegung das Werkzeug eingreifen und ein Loch bohren oder stanzen. Die Punktsteuerung findet heute bei Werkzeugmaschinen kaum noch Verwendung, doch für einfache Stanzmaschinen, Punktschweißmaschinen, Bohrmaschinen oder Greifroboter ist sie immer noch ausreichend, wenn diese keine definierte Strecke abfahren müssen. Aus dem unbestimmten Bewegungsablauf entsteht allerdings auch eine erhöhte Kollisionsgefahr, besonders für Menschen.

Pur- oder Reinwasserschneiden

Beim Reinwasserschneiden wird nur die Strahlenergie des Wassers ausgenutzt. Die Schneidleistung in harten Materialien ist sehr begrenzt. Allerdings kann bei weichen Materialien der Schnittspalt lediglich 0,1 mm betragen. Zur Strahlbündelung können Polymere zugesetzt werden. Durch neueste Technologie im Hochdruckpumpensektor können heute sogar harte Materialien wie Aluminium bis etwa vier Millimeter Dicke ohne Verwendung von Abrasivmitteln mit einem 6000 bar-Wasserstrahl getrennt werden.