Методы промышленной окраски распылением

Эффективность переноса является мерой процентного содержания материала покрытия, который фактически покрывает продукт, по сравнению с потерянным в виде избыточного распыления. Высокая эффективность передачи не только помогает соблюдать экологические нормы и сокращает расходы, но и обеспечивает более безопасное рабочее место. В таблице I приведены соответствия покрытий и способы их нанесения.

Три основных метода применения краски в производственных установках: распыление, погружение и нанесение покрытия. Распыление является наиболее часто используемым.

Методы промышленной окраски распылением

Распылительное оборудование можно классифицировать методом распыления: воздушное, гидравлическое или центробежное. Эти общие типы можно подразделить далее: обычные безвоздушные, безвоздушные, безвоздушные, с воздушной электростатикой, безвоздушные электростатические, безвоздушные электростатические с воздушной подачей, с большим объемом низкого давления (HVLP) и вращающиеся электростатические диски и колокольчики.

Распыление воздуха

Распыление с помощью воздушного распыления зависит от краски, перекачиваемой под давлением в обычные распылители, так что она смешивается с потоком сжатого воздуха внутри или снаружи. Сжатый воздух разбивает поток жидкости или распыляет его, в результате чего он распадается на капли, образующие спрей. Большинство пистолетов с внутренним смешиванием имеют регуляторы для регулирования потока жидкости, распыления воздуха и режимов распыления. Поскольку эти настройки позволяют пистолетам соответствовать требованиям к отделке различных размеров и форм, для нанесения покрытий на многие высококачественные изделия используются обычные распылители. Они могут наносить катализированные покрытия с высоким содержанием твердых частиц и воды, а также более традиционные отделочные материалы.

Самым большим преимуществом обычного распылительного оборудования с воздушным распылением является его универсальность. В руках умелого оператора, пистолет-распылитель может покрыть практически любой предмет. На него можно наносить различные покрытия, вязкость, скорость потока и скорость сушки которых регулируются смешиванием растворителей и регулировкой среды нанесения. Проблема заключается в том, что органические растворители, используемые для разбавления, являются дорогостоящими. И в процессе нанесения они испаряются в атмосферу, имеют более низкую эффективность переноса и способствуют образованию фотохимического смога.

В дополнение к их относительно низкой эффективности переноса обычные распылительные пистолеты, используемые с красками, разбавленными органическим растворителем, обеспечивают избыточное распыление и испарение растворителя, для чего требуются большие объемы подпиточного воздуха и высокие скорости выпуска для защиты работников. Однако, несмотря на все эти соображения, универсальность обычного аэрозоля трудно совместить. Таким образом, он все еще широко используется.

Безвоздушное распыление

Безвоздушное распыление вынуждает краску под давлением через небольшое отверстие в пистолете распылять его так же, как сопло, прикрепленное к садовому шлангу, распыляет воду. При выходе из отверстия огромное внутреннее давление заставляет поток краски разлетаться на распыленные капли. Вязкость краски, размер отверстия и гидравлическое давление определяют скорость, с которой жидкость выходит из пистолета.

В отличие от воздушного распыления, когда сжатый воздух придает более высокую скорость каплям покрытия, вызывая избыточное распыление и возврат воздуха, безвоздушное распыление уменьшает избыточное распыление и возврат воздуха. Только их собственный импульс (не сжатый воздух) движет капельками. Это частично объясняет более высокую эффективность перевода.

Нагревание покрытий, нанесенных безвоздушным распылителем с использованием поточных нагревателей, имеет тот же эффект, что и добавление растворителей, - снижает вязкость. Таким образом, горячее безвоздушное распыление позволяет наносить краску при более низком давлении жидкости. Вязкость покрытия, необходимое количество растворителя и избыточное распыление соразмерно снижаются. Можно распылять краски с более высокой вязкостью, используя меньше растворителя. Следовательно, обработка горячим безвоздушным распылителем снижает загрязнение воздуха и уменьшает количество остатков покрытия, требующих утилизации. Это также компенсирует сезонные изменения температуры окружающей среды.

HVLP распыления

Распыление большого объема при низком давлении первоначально основывалось на турбинах, подающих большие объемы нагретого воздуха низкого давления в распылители HVLP. Использование нагретого воздуха уменьшает охлаждение, связанное с воздухом и безвоздушным распылением. Это не только уменьшает склонность к конденсации атмосферной влаги, но также стабилизирует испарение растворителя из капель покрытия. Более новые, специально разработанные пистолеты HVLP, использующие сжатый воздух из традиционных источников, могут заменить распылительные пистолеты. Из-за низкого давления воздуха распыления скорости капель покрытия достаточно малы, чтобы уменьшить отдачу. Кроме того, более низкое давление уменьшает избыточное распыление и устраняет облако пара, связанное с обычным распылением.

Аппараты безвоздушного распыления с подачей воздуха добавляют сжатый воздух к безвоздушному распылению. Более широкое использование высоковязких покрытий с высоким содержанием твердых частиц требует от маляров более высоких температур и давления жидкости для распыления краски. При безвоздушном распылении с помощью воздуха сжатый воздух обеспечивает дополнительное распыление и контроль рисунка для нанесения вязких покрытий с высоким содержанием твердых частиц, что позволяет использовать более низкие давления жидкости и температуры краски.

Электростатическое распыление

Оборудование для электростатического распыления заряжает капли покрытия, когда они проходят или контактируют с электродом. Он опирается на притяжение противоположных электрических зарядов. Заряженные частицы краски электростатически притягиваются к поверхностям обрабатываемых изделий, которые обычно имеют потенциал земли. Мало того, что капли заряженного покрытия электростатически притягиваются к передним поверхностям этих продуктов, они также оборачиваются и, в некоторых случаях, полностью покрывают задние поверхности. Из-за этого эффекта «заворачивания» электростатические аппликаторы особенно подходят для покрытия трубчатых изделий.

Oднако есть два недостатка. Во-первых, это более высокая пленка на внешних углах, краях и вокруг вырезов. Это вызвано повышенным электростатическим притяжением в этих областях. Во-вторых, нижняя пленка на внутренних углах и выемках. Это вызвано ограниченным электростатическим притяжением в этих областях, обычно называемым «эффектом клетки Фарадея».

Вращающиеся электростатические диски и колокольчики

Вращающиеся электростатические диски и колокола используют центробежные и электростатические силы для распыления краски. Жидкий материал покрытия закачивается в центральное отверстие вращающегося диска или колокола. Центробежная сила продвигает покрытие к краю быстро вращающегося диска или колокола в атмосферу. Высокое напряжение, сконцентрированное на обработанном внешнем ободе с бритвенными краями, заряжает капли покрытия, когда они отрываются от края. Краска притягивается к противоположно заряженным поверхностям деталей.

Высоковязкие покрытия с высоким содержанием твердых частиц (твердые частицы 65 процентов и более) можно распылять и наносить электростатическим способом с использованием высокоскоростных дисков и колокольчиков. Электростатические вращающиеся диски используются в основном на автоматических линиях. Конвейер, загруженный деталями, которые должны быть окрашены, образует петли вокруг диска в форме подковы. Вращающиеся электростатические колокольчики наносят покрытия в фиксированном или возвратно-поступательном режимах, а также могут использоваться вручную или прикрепляться к манипуляторам робота.

Безвоздушное электростатическое распыление

Безвоздушное электростатическое распыление использует гидравлические пистолеты высокого давления с блоком питания, который заряжает распыленные капли. Низкая скорость, передаваемая этим каплям, уменьшает отдачу и избыточное распыление. Безвоздушные электростатические пистолеты используются вручную или в автоматических режимах. Они могут быть установлены либо в виде фиксированных узлов, либо в сочетании с возвратно-поступательными механизмами для нанесения покрытия на различные продукты на конвейерной линии.

Безвоздушное электростатическое распыление с помощью воздуха - это действительно модификация безвоздушного электростатического распыления. Более широкое использование покрытий с высокой вязкостью и высоким содержанием твердых частиц создает проблемы для безвоздушного электростатического разряда. Когда нагревание и более высокие давления жидкости использовались, чтобы помочь в распылении более вязких материалов, возникли другие проблемы. С внедрением оборудования для безвоздушного распыления с воздушным охлаждением, в котором для обеспечения дополнительного распыления и контроля структуры используется сжатый воздух, многие из этих прикладных проблем были решены.

Электростатическое распыление в воздухе повышает эффективность переноса благодаря использованию блоков питания, которые электростатически заряжают капли, распыляемые в воздухе. Эти устройства могут использоваться вручную или автоматически, в фиксированных или возвратно-поступательных креплениях. Поскольку они придают каплям покрытия более высокую скорость, их эффективность переноса ниже, чем у других электростатических устройств. Многокомпонентное оборудование для распыления дозирует, смешивает и распыляет многокомпонентные материалы для нанесения покрытий за одну операцию. Распыление может быть гидравлическим или воздушным распылением, внутренним или внешним смешением. Помимо нескольких подающих и дозирующих насосов, питающих общий аппликатор, эти агрегаты имеют те же компоненты, что и другое распылительное оборудование.