Нанесение порошковых красок

Существуют различные способы получения покрытия на основе порошковой краски. Однако ниже будет рассматриваться лишь наиболее распространенный процесс с использованием на стадии нанесения на изделие электростатически заряженной порошковой краски, распыляемой специальным пневматическим распылителем (пистолетом-распылителем) и удерживаемой на поверхности заземленного окрашиваемого изделия силой электростатического притяжения.

Процесс осуществляется в камерах нанесения, которые оснащены системами отсоса воздуха для предотвращения попадания порошковой краски в помещение и совмещенными с ними системами улавливания прошедшей мимо окрашиваемого изделия порошковой краски для возврата ее в процесс и утилизации или обезвреживания.

Пистолеты-распылители с питателями составляют установку (агрегат) нанесения порошковой краски, обеспечивающую получение смеси порошковой краски с воздухом, образование факела и приобретение частицами порошковой краски электрического заряда.

Вылетающая из пистолета заряженная порошковая краска образует факел той или иной формы в зависимости от применяемого сопла (насадки) пистолета, движется под влиянием струй воздуха в факеле и силы электрического притяжения к заземленной окрашиваемой детали и оседает на ее поверхности, удерживаясь теми же силами электрического притяжения.

Пистолеты-распылители

Применяют два способа заряда частиц порошковой краски: коронирующим электродом, находящимся под высоким напряжением, и с использованием “трибоэффекта”, т.е. эффекта приобретения разноименных зарядов соприкасающимися телами, изготовленными из разных материалов .

При первом способе применяется подвод высокого (20—100 тыс. В) постоянного по знаку напряжения к коронирующему электроду от специального генератора высокого напряжения, располагающегося в зависимости от конструкции внутри пистолета или вне его. В случае ручных пистолетов следует отдавать предпочтение генераторам, встроенным в пистолет, так как при этом обеспечивается более высокая безопасность работника (подвод к пистолету безопасного напряжения от 9 до 30 В в зависимости от модели) и исключается необходимость подсоединения к пистолету высоковольтного кабеля, более жесткого и тяжелого по сравнению с низковольтным, что вызывает повышенную утомляемость работающего.

При втором способе зарядки частиц ствол и другие детали пистолета, с которыми соприкасается порошковая краска, изготавливается из специального материала (обычно фторопласта — для эпоксисодержащих порошковых красок).

Наиболее существенная разница в эффективности этих способов зарядки порошковой краски и выбора между ними при окраске тех или иных деталей заключается в наличии при первом способе зарядки сильного электрического поля, принуждающего частицы порошковой краски двигаться по его силовым линиям, или почти полном отсутствии такого поля при трибозарядке. Поэтому принудительная зарядка порошковой краски от коронирующего электрода распылительного пистолета обуславливает значительную разницу в количестве осевшей на поверхности изделия порошковой краски в местах выступов и ровных поверхностей. Играет роль также расположение изделий относительно пистолетов, расстояние и направление ствола последних, применяемые насадки на ствол. При близкой навеске деталей, например на конвейере, они могут взаимно экранировать друг друга.

Вообще детали сложной формы при окраске распылителями с коронирующим электродом создают больше проблем, чем с трибозарядкой, особенно при использовании автоматических манипуляторов. Часты случаи непрокраса углублений, внутренних углов, пазов, требующих дополнительной ручной подкраски, использования направленных факелов с высокими скоростями струй воздуха, “вдувающих” аэрозоль порошковой краски в такие места, уменьшения напряжения на коронирующем электроде, что также снижает производительность и увеличивает количество порошковой краски, прошедшей мимо изделия.

На конвейерных линиях при малой частоте движения распылителей на траверсе по сравнению со скоростью движения изделия на конвейере в сочетании с узким или неравномерным факелом возможно получение разнотолщинного покрытия в виде чередующихся полос (волн) — следов относительного движения факела и изделия. Такой же дефект может быть и при ручном нанесении"Т1К из-за недостаточной квалификации работающего или спешки.

При окраске деталей сложной формы проще использовать распылитель порошковой краски с трибозарядкой. Однако следует учитывать, что не все порошковые краски могут заряжаться трением, а специальные стоят дороже. Имеются также в продаже добавки, обеспечивающие возможность нанесения обычных порошковых красок трибо-распылителями. Как правило, производительность процесса нанесения пистолетами-распылителями с трибозарядом пониженная, а процент оседания порошковой краски на изделие ниже, чем при применении пистолетов-распылителей с коронирующим электродом. Неизбежно также постепенное снижение эффекта трибозаряда с уменьшением суммарного напряжения зарядки порошковой краски, повышение доли незарядившегося порошка и, соответственно, не осевшего на деталь, по мере износа деталей пистолета-распылителя, что требует их периодической замены на новые. Поэтому низкая исходная цена установок с трибозарядкой не гарантирует снижение себестоимости окраски единицы поверхности изделия порошковой краской на них по сравнению с использованием более дорогих установок с генераторами высокого напряжения.

Питатели

Как уже отмечалось выше, в установках с распылительными электро- или трибостатическими пистолетами используется смесь порошковой краски с воздухом (аэровзвесь). В типовых промышленных системах нанесения аэровзвесь получают в питателях, куда порошковая краска либо засыпается на пористую перегородку, сквозь которую подается воздух под давлением, переводящий всю порошковую краску во взвешенное (так называемый “кипящий слой”) состояние, либо сжатый воздух подается в порошковую краску специальным устройством, создавая местную область “кипящего слоя”, из которой аэровзвесь порошковой краски засасывается воздушным насосом — эжектором, разбавляется до более низкой концентрации добавочным воздухом и транспортируется к распылительным пистолетам (в ряде установок большой производительности, особенно в составе конвейерных линий окраски, от одного питателя работают несколько пистолетов).

6 связи с общей тенденцией снижения удельного расхода порошковой краски на окраску и, соответственно, уменьшения толщины конечного покрытия ведущие фирмы перешли к производству порошковой краски с уменьшенным средним размером частиц, но перевод таких порошков во взвешенное состояние осложняется. Поэтому многие фирмы снабжают питатели вибраторами, облегчающими создание "кипящего слоя".

Пистолеты для лабораторных или мелких работ по нанесению порошковой краски имеют встроенный питатель вместе с небольшой емкостью для порошковой краски. На них, как правило, труднее получить однородную аэровзвесь и, соответственно, равномерный факел, особенно при его включении и выключении: нередко при этом наблюдается выброс агрегатов. Поэтому нежелательно, чтобы ствол такого пистолета в моменты включения и выключения был направлен на изделие. Следует также помнить об ограниченной емкости воронки, вмещающей обычно не более 200 г порошковой краски. В то же время зачистка такого пистолета намного проще, чем распылителя с отдельным питателем.