Жидкая или порошковая электростатическая покраска

Электростатическая покраска — это нанесение на поверхность краски с использованием сил взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами (кулоновская сила). Лакокрасочный материал (чаще всего на основе воды, но существуют варианты и с органическим растворителем) наносится с помощью специального покрасочного пистолета.

Принцип работы оборудования для нанесении ЛКМ в электростатическом поле

Оборудование для нанесении ЛКМ в электростатическом поле работает с использованием закона взаимодействия заряженных частиц.

Из каких элементов состоит электростатическое оборудование?

Электростатическое оборудование состоит из насоса и специального пистолета, подключённого к источнику электрического питания.

Для придания каплям ЛКМ электрического заряда в краскораспылитель вмонтирован генератор высокого напряжения, обеспечивающий заряд (отрицательный) капелек ЛКМ, вылетающих из сопла.

Достоинства порошковой окраски.

• Экономическая выгода. Автоматизированное нанесение порошкового покрытия позволяет максимально эффективно использовать расходные материалы и исключает его перерасход. Средняя эффективность нанесения порошкового покрытия составляет 60-70%, и порошок, не попавший на деталь, может быть использован повторно. Жидкие краски имеют коэффициент нанесения 30-35%, примерно 50% продукта испаряется без возможности повторного использования. Основной продукт для нанесения порошковых покрытий также значительно дешевле, чем жидкой краской.
• Безопасность. Нанесение порошкового покрытия при помощи автоматизированных линий не требуют контакта человека с порошком. Порошковая краска не содержит вредных химических веществ, таких как летучие органические соединения, которые часто встречаются в обычной краске.
• Экологическая чистота. В составе порошковой краски нет вредных для окружающей среды веществ, которые выделяются во время нанесения. Отходы также не являются опасными и могут быть выброшены на обычную свалку. Обычная краска содержит вредные химические вещества, которые, как было доказано, наносят вред здоровью человека, а также производит опасные отходы, которые необходимо утилизировать надлежащим образом.
• Механическая прочность. Порошковая покраска изделий создает более эластичное, прочное и долговечное покрытие по сравнению с обычной краской. Это делает её применение весьма востребованным в деталях транспорта, где велико воздействие вибрации и колебаний.

Порошковое покрытие по многим параметрам превосходит обычную краску и поэтому является лучшим выбором с точки зрения цены и качества.

Оформление окнаОднотонные и в полоску, атласные и ситцевые, прозрачные и не…

Натяжные потолки — надежная защита и изысканный интерьерВ последнее время неотъемлемым атрибутом любого офисного здания, загородного дома…

Интерактивные технологии в музееВ прошлое уходят музеи, в которых посетители чувствуют себя сторонними…

Компания ООО Русский Терем — доступные цены на срубы из бревна в ПермиИзготовление срубов из бревна в Перми — основная специализация нашей…

Критерии выбора кровельных материалов для крыши’Мой дом — моя крепость!’ — думаю, с этим выражением…

Конструктор сайтовБесплатный хостингНовостиСлужба рассылкиТестыИгровой серверCкачать mp3ОткрыткиСоцопросы

Типы распыления

Применяются два вида электростатического распыления — классическое и каскадное. Классика предполагает, что по высоковольтному кабелю на электростатический краскопульт поступает постоянный ток под высоким напряжением. Классическая схема имеет ряд существенных недостатков. Прежде всего, речь идет о нестабильности напряжения в пистолетном электроде. Кроме того, красить достаточно неудобно, так большой кабель стесняет в действиях, а для отключения электропитания нужно всякий раз добираться до трансформатора.

В каскадной методике высокое напряжение формируется не вовне, а в самом пистолете. К пистолету по низковольтному кабелю направляется напряжение всего лишь в 12 В, а уже внутри устройства происходит генерация высокого напряжения. Преобразование осуществляется на каскаде краскопульта. Применяемый кабель тонок и гибок, благодаря чему работать с ним очень удобно.

Каскадный способ позволяет отключать поступление электричества независимо от генератора, а также контролировать уровень напряжения, выбирая подходящий для того или иного вида материала. Само напряжение отличается высокой стабильностью, что позволяет существенно сократить расход ЛКМ. Главный недостаток каскадного распыления — высокая стоимость оборудования. Однако затраты быстро окупаются за счет экономичности данной технологии.

Электростатическое распыление имеет некоторые ограничения, диктуемые следующими обстоятельствами:

• Свойствами лакокрасочного материала. Чтобы краска правильно заряжалась на электроде, необходимо сопротивление на уровне не меньше 30 кОм. В противном случае эффективность покраски в электростатическом поле радикально сокращается. В качестве примера лакокрасочного материла с низким уровнем сопротивления можно привести составы со значительными добавками металлической пудры (к таковым относятся эмали типа «металлик»). До последнего времени электростатическое окрашивание не использовалось при нанесении водорастворимых красок, так как существовал высокий риск коротких замыканий по причине электропроводимости жидкости. Последние модели оборудования для электростатического окрашивания позволяют работать с водорастворимыми ЛКМ.
• Свойствами материала. Не проводящие ток изделия, такие как пластик и древесина, окрашивать сложно. Облегчить процесс можно при помощи специальных токопроводящих грунтов (в случае с пластиком) или увлажнения (для древесины).
• Формой окрашиваемой детали. Как было сказано выше, электростатический метод позволяет окрашивать изделия разных форм, однако в замкнутом токопроводящем контуре напряжение электростатического поля равняется нулю. Поэтому в глубоких выемках отсутствует электрическое поле, из-за чего на такие участки не попадают частицы лакокрасочного материала. Более того, не попадая во всевозможные впадины, краска концентрируется на других участках (например, на кромках), что приводит образованию слишком толстого слоя покрытия. Чтобы избежать подобных проблем (их называют контуром Фарадея), окрашивание труднодоступных мест осуществляется обычным краскопультом — безвоздушным или пневматическим.

Краскопульт «Star 3001»

В качестве примера разберем краскораспылитель «Star 3001». В данном аппарате применяется каскадный способ образования высокого напряжения. Изготавливаются как механические, так и автоматические модификации оборудования. Обе модели могут работать как с безвоздушным распылением, так и с воздушной смесью.

Для водорастворимых ЛКМ и для красок на базе растворителя также существуют отдельные модификации. Каждая модель, в зависимости от ее предназначения, может значительно отличаться по используемым в ней материалам, а также иметь свои конструктивные особенности.

Таким образом, ассортимент оборудования широк, поэтому перед покупкой нужно определиться с тем, как будет использоваться электростатический пистолет. Аппарат «Star 3001» предназначен для работы с ЛКМ на водной основе. Это означает защищенность устройства от короткого замыкания, поскольку конструкция произведена из специального материала. А вот для работы с органическим растворителем «Star 3001» не подходит, поэтому нужно поискать модификацию, корпус которой инертен по отношению к растворителям.

Проблема с контуром Фарадея в распылителе данной модели решается отключением электропитания. При отсутствии питания ЛКМ распыляется только под воздействием давления. Клавиша управления напряжением располагается прямо на корпусе краскопульта, что очень удобно. Кроме того, давление можно контролировать своими руками — достаточно нажать на курок. Пистолет также оснащен памятью, благодаря чему поддерживается до трех вариантов электростатического поля на каждый вид краски.

Немаловажный параметр любого применяемого лакокрасочного материала — электрическая сопротивляемость. Вместе с аппаратом «Star 3001» поставляется зонд, который тестирует ЛКМ на сопротивляемость, тем самым обеспечивая наилучший показатель для электростатического поля.

Несмотря на техническую оснащенность, такой краскораспылитель отличается простотой обслуживания. Корпус легко разбирается, после чего все механизмы доступны визуальному наблюдению. В случае поломки замене подлежат любые детали пистолета. Это обстоятельство позволяет упростить ремонтные работы, а также удешевить их.

Следует отметить малый вес устройства — всего 900 граммов. Благодаря легковесности, работать с аппаратом физически не тяжело, а за счет эргономичной рукоятки еще и удобно.

Для промышленного применения разработана модификация «LARIUS 2 Paint Systems». В такой системе применяется двойная диафрагма, за счет которой краска нагнетается под малым давлением.

Смотрите видео электростатической покраски мебели из дерева

Видео.1. Электростатическая покраска мебели из дерева

Окрашиваемое изделие размещается на металлическом столе, к которому присоединён заземляющий кабель. Для того, чтобы попадающие на окрашиваемый объект заряды могли стекать через заземление, древесина или же нанесённый ЛКМ должны иметь определенную электрическую проводимость. Для проводимости древесины её влажность должна быть не менее 14%.

Рекомендуемое удельное электрическое сопротивление лакокрасочных материалов

Существуют специальные добавки, снижающие сопротивление ЛКМ при необходимости. Выпускаются специальные измерители удельного сопротивления ЛКМ.

Из-за того, что одинаково заряженные частицы отталкиваются друг от друга, в капельках возникает внутреннее расталкивание, имеющее следствием их дальнейшее разделение. Это измельчение не зависит от давления в системе, поэтому материал может быть хорошо распылён и при низком давлении. Однако, это накладывает ограничения на применение метода для нанесения материалов с высокой вязкостью.

Заряженные частицы ЛКМ летят, направляемые электрическими силами, к заземлённому изделию, в том числе на тыльную его сторону. Это позволяет окружить изделие потоком материала и окрасить даже тыльную часть, тем самым ещё больше сокращая потери ЛКМ.

В случае стульев, например, на тыльную часть, попадает обычно до 30% материала, нанесённого на лицевую часть. Таким образом происходит направленный перенос ЛКМ от пистолета до поверхности детали, значительно сокращающий потери материала в случае решётчатых изделий, и повышающий тем самым производительность.

Пример системы распыления в электростатическом поле

Для примера, обычная система распыления вэлектростатическом поле включает в себя насос подачи ЛКМ, краскораспылитель с двумя шлангами и блок питания.

Блок питания преобразует переменный ток 220 В в постоянный ток низкого напряжения (12 В), при этом предусмотрена регулировка выходного напряжения и система защиты, блокирующая высокое напряжение при приближении краскопульта к заземлённым поверхностям.

Рис. 2. Электростатическая система нанесения краски от фирмы Kremlin

Маневренный, легкий кабель обеспечивает подачу низкого напряжения 12 В на миниатюрный высоковольтный генератор, встроенный в пистолет. Этот генератор создаст высокое напряжение на заострённом электроде, расположенном в области распылительной головки пистолета.

Регулировка на блоке управления дает возможность изменять высокое напряжение на электроде пистолета в пределах 20 000 — 85 000 В.

Преимущества и недостатки электростатического метода нанесения лакокрасочных материалов

Достоинства электростатического метода нанесения краски и лака

К достоинствам электростатического метода нанесения ЛКМ относят:

• экономия ЛКМ, особенно при окраске изделий, имеющих множество деталей с малой площадью поверхности (например, стулья, оконные рамы)
• быстрое нанесение благодаря лучшему окрашиванию проблемных мест детали, высокому коэффициенту переноса ЛКМ, возможности окрашивания одновременно и с тыльной стороны
• хорошее качество покрытия: однородный слой ЛКМ одинаковой толщины
• улучшенные санитарно-гигиенические условия труда маляра, значительное снижение лакокрасочного тумана
• экологичность: уменьшение выбросов летучих веществ в атмосферу уменьшение затрат на обслуживание рабочего места, кабины (замена фильтров)

Недостатки электростатического метода нанесения краски и лака

К недостаткам электростатического метода нанесения ЛКМ относят:

• при регулировании определённых параметров, таких как электрическое напряжение, электропроводность ЛКМ, давление в системе, скорость воздуха, расстояние пистолета до окрашиваемой поверхности, требуется предельная аккуратность. Если эти параметры не соблюдаются достаточно точно, то потери лакокрасочных материалов возрастают
• окрашиваемое изделие должно иметь простую геометрическую форму. Острые углы создают зоны электростатической тени, которые отклоняют капельки материала, не позволяют им ложиться на поверхность и приводят к формированию неоднородного покрытия. Кроме того, электростатическое поле не образуется внутри углублений и пустот, поэтому нанесение на такие элементы ЛКМ электростатическим способом невозможно
• должна обеспечиваться в определённых пределах проводимость наносимого материала и окрашиваемою изделия. Если нанесенный материал не будет сохранять отрицательно заряженные частицы (большая проводимость, слишком быстрый разряд на землю), то облако распылённого материала будет слишком сильно притягиваться ближайшей окрашиваемой поверхностью, и прокрас противоположной стороны будет недостаточен. И наоборот, если нанесённый материал будет сохранять исходный отрицательный заряд (малая проводимость, слишком медленный разряд на землю), то наносимый материал будет отражаться и возвращаться к той точке, из которой он был распылён, осаждаясь на оператора и на стены покрасочной кабины
• не применимо к материалам с высокой вязкостью (не более 30 сек. DIN4).

Преимущества современных систем электростатической окраски

Современные системы для окраски распылением в электростатическом поле и современные специализированные ЛКМ позволяют пользоваться вышеописанными преимуществами и снизить влияние на результат недостатков метода.

Так, для придания начальной проводимости древесине с низкой влажностью рекомендуется наносить первым слоем водную морилку окунанием. Через 1.5-3 часа после этой операции хорошо окрашиваются в электростатическом поле и фронтальная и тыльная сторона поверхности стульев.

Рис. 3. К электростатической покраске готов

Технология

Впервые электростатический распылитель был использован в 1941 году американским изобретателем Г. Рансбургом. Методика подразумевала использование электрических полей, по которым передвигаются заряженные частицы краски. Жидкий лакокрасочный материл вступает во взаимодействие с электродом, расположенным в пистолете, в результате чего краске передается высоковольтный отрицательный заряд (60-100 кВт). Заряженные частицы, выйдя из сопла краскопульта, направляются по линиям электростатического поля к заземленному изделию, на которое наносится ЛКМ.

Окрасочный факел возникает благодаря обоюдному отталкиванию заряженных частиц лакокрасочного материала. Важное отличие данной технологии от других методов состоит в отсутствии необходимости в красочном тумане, так как частицы направляются по заданным линиям. Коэффициент переноса краски может колебаться от 70 до 98 процентов. Показатель переноса зависит от проводимости окрашиваемого материала, формы изделия и других косвенных факторов.

Электростатический способ позволяет сократить расход ЛКМ, а сам процесс покраски делает проще. При окрашивании металлических труб традиционным способом нужно несколько раз переворачивать изделие. В случае же с электростатическим пистолетом деталь поворачивать нет необходимости, так как заряженные частицы направляются по силовым линиям и легко огибают препятствия. Окрашивание осуществляется очень равномерно, поскольку на уже обработанном месте краска отталкивает излишки поступающего материала.

Подробности

Виды распыления

Используют два вида распыления электростатического вида – каскадное и классическое. Кстати, последнее предполагает, что по высоковольтным кабелям на электростатический краскопульт поступает постоянный ток с высоким напряжением. Классическая схема имеет множество существенных недостатков. Прежде всего, будет идти речь про нестабильность напряжения в пистолетном электроде. Более того, окрашивать очень даже непросто, потому что большой кабель будет стеснять действия, а для того, чтобы отключать электропитание требуется всякий раз добираться к трансформатору.

В каскадном методе высокое напряжение формируется не извне, а в самом пистолете. К нему по низковольтному кабелю направляют напряжение лишь в 12 В, а уже внутри устройства будет происходить генерация высокой степени напряжения. Преобразование осуществляется на краскопультном каскаде. Используемый кабель гибкий и тонкий, за счет чего проводить работы с ним крайне удобно.

Каскадный метод дает возможность отключать поступление электричества вне зависимости от генератора, а еще контролировать уровень напряжения, и подбирая подходящий для того или другого типа материала. Само напряжение будет отличаться высокой степенью стабильности, что дает возможность существенно сократить расход лакокрасочного материала. Главным недостатком каскадного распыления будет высокая цена за оборудование. Но затраты быстро способны окупаться за счет экономичности такой технологии.

Электростатическое распыления имеет определенные ограничения, которые диктуются такими обстоятельствами:

• Свойства лакокрасочного материала. Речь идет про жидкую электростатическую покраску. Чтобы краска правильно заряжалась на электроде, требуется сопротивления на уровне не менее, чем 30 кОм. В обратном же случае эффективность окрашивания в электростатическом поле будет радикально сокращена. В роли примера лакокрасочного материала с малым уровнем сопротивления можно приводить составы с большими добавками металлической пудры (к ним относятся эмали вида «металлик»). До последних лет электростатическое окрашивание не применялось при нанесении красок водорастворимого вида, потому что был большой риск короткого замыкания по причине электрической проводимости жидкостей. Последние модели от оборудования для окрашивания электростатического типа дают возможность работать с водорастворимыми лакокрасочными материалами.
• Свойства материалов. Изделия, которые не проводят ток, такие как древесины и пластик, окрашивать достаточно трудно. Облегчить процесс получится лишь при особых токопроводящих грунтовок (в случае, если речь идет о пластике) или увлажнения (для дерева).
• Формой обрабатываемых деталей. Как было сказано ранее, электростатический способ дает возможность окрашивать разные по форме изделия, но в замкнутом токопроводящей контуре напряжение поля электростатического типа будет равно нулю. По этой причине в глубоких выемках нет электрического полы, из-за чего на подобные участки не будут попадать частицы лакокрасочного материала. Более того, не попадая в различные впадины, краска будет концентрироваться на остальных участках (к примеру, на кромках), и это будет приводить к образованию очень толстого слоя покрытия. Чтобы не было таких проблем (часто их называют контуром Фарадея), окраска труднодоступны мест проводится посредством простого краскопульта – безвоздушным или даже пневматическим.

Рассмотрим устройство для окрашивания. Краскопульт «Stаr 3001»

В роли примера следует разобрать краскораспылитель Стар 3001. В таком аппарате используется каскадный метод образования высоко напряжения. Делают и механические, и даже автоматические методы усовершенствования оборудования. Обе модели способны работать и с безвоздушным распылением, и со смесью воздушного типа. Для водорастворимых лакокрасочных материалов и для красок, сделанных на базе растворителя еще существуют отдельные модификации. Каждая модель, в зависимости от назначения, может сильно отличаться по материалам, в ней применяемым, а еще иметь свои конструктивные особенности.

Получается так, что ассортимент оборудования невероятно широкий, и потому перед покупкой требуется определиться с тем, как именно будет применен электростатический пистолет. Аппарат 3001 требуется для работы с лакокрасочными материалами на водной основе. Это будет обозначать защищенность устройства от коротких замыканий, потому что конструкция сделана из особого материала. А вот для работ с растворителями органического типа Стар 3001 не подойдет, и потому требуется найти модификацию, корпус которой инертный по отношению к различным растворителям.

Проблемы с контуром Фарадея в распылителе такой модели решается отключением электрического питания. Если отсутствует питание, лакокрасочный материал распыляется лишь под воздействием давления. Клавиши управления напряжением расположены прямо на корпусе краскопульта, и это весьма удобно. Более того, давление можно даже контролировать собственноручно – достаточно нажимать на курок. Пистолет еще оснащен памятью, за счет чего поддерживается до 3-х вариантов электростатического поля на каждый тип лакокрасочного материала. Немаловажным параметром любого используемого лакокрасочного материала будет электрическая сопротивляемость. Вместе с устройством в комплекте поставляется зонд, который тестирует лакокрасочный материал на сопротивляемость, и тем самым это обеспечивает самый лучший показатель для электростатического поля.

Несмотря на техническое оснащение, то такой пистолет для электростатической покраски отличается удобством обслуживания. Корпус можно легко разобрать, а после этого все механизмы доступны визуальному наблюдению. При поломке заменить можно любые элементы пистолета. Это обстоятельство дает возможность упрощать ремонтные работы, а еще удешевить их. Следует отметить, что устройство к тому же весит всего 0.9 кг, и за счет легковесности, работать с ним будет физически несложно, а за счет эргономичной рукояткой будет удобно. Для промышленного использования разработана такая модификация, как «LАRIUS 2 Раint Sуstеms». В этой системе используют двойную диафрагма, за счет которой лакокрасочный материал нагнетается под небольшим давлением.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...