Электростатическая покраска – особенности процесса
Электростатическая покраска является технологией, когда на поверхность наносят краску с применением сил взаимодействия между точечными неподвижными электрическими зарядами (кулоновская сила). Лакокрасочный материал (чаще всего они сделаны на базе воды, но есть и варианты с органическим растворителем) наносят посредством специального покрасочного пистолета.
Впервые распылитель электростатического типа был применен в 1941 году таким американским изобретателем, как Г. Рансбург. Метод будет подразумевать применение электрических полей, по которым проводится передвижение заряженных частиц лакокрасочного материала. Жидкая краска начинает вступать во взаимодействие с электродом, который расположен в пистолете, и в результате этого краске будет передан высоковольтный заряд отрицательного типа (от 60 до 100 кВт).
Заряженные частицы, выходя из сопла краскопульта, будут направляться по линиям поля (электростатического) к изделию, которое заземлено, и на которое наносят лакокрасочный материал.
Технология процесса
Факел для окрашивания появляется благодаря обоюдному отталкиванию заряженных частиц от лакокрасочного материала. Важным отличием такой технологии от остальных методов будет отсутствие необходимости в красочном тумане, потому что частицы направляются по линиям, которые заданы ранее. Коэффициент переноса лакокрасочного материала колеблется от 70% до 95%. Показатель переноса будет зависеть от проводимости прокрашенного материала, формы изделия и остальных косвенных факторов. Электростатический метод дает возможность сократить расход лакокрасочного материала, а сам процесс окрашивания проводится куда проще.
При окрашивании металлических труб стандартным методом требуется несколько раз переворачивать изделия. В случае с пистолетом электростатического типа деталь нет необходимости поворачивать, потому что заряженные частички направляются по силовым линиям, а еще легко будут огибать препятствия. Окрашивание проводят достаточно равномерно, потому что на уже обработанном месте лакокрасочный материал будет отталкивать 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.
Использование технологии в России
Технология покраски электростатического типа характеризуется большим количеством достоинств. Но в российских условиях использование такого вида распыления пока не нашло массового использования. Основной причиной в отсутствии достаточного числа квалифицированных специалистов. Само по себе оборудование достаточно сложно, им нужно иметь пользоваться, и в обратном случае вместо напыления электростатического типа краска будет распыляться стандартным методом, что не даст планируемого эффекта. Еще одной проблемой в российский условиях будет поиск лакокрасочный материалов с требуемым уровнем электрической проводимости.
Если показатель будет отличаться от заданного, его можно использовать, но в любом случае не обойтись без исходной информации. При этом выяснять уровень электрической проводимости часто не получается ни у продавцов, ни у компаний-изготовитель. В результате этого единственным выходом будет покупка лакокрасочных материалов западного производства, которые куда дороже отечественных аналогов. Еще одним важным фактором будет обеспечение качественного заземления. В большинстве случаев такое условие должным образом не выполняется. При отсутствии заземления маляр будет окрашивать не просто поверхность, но самого себя.
Обратите внимание, что требуется сказать про одно популярное заблуждение – большинство маляров считают, что чем больше факел, тем скорее будет обработана поверхность. Но на практике все совсем не так, и увеличение факела лишь делает электростатический аппарат в простой краскопульт.
Окрашивание электростатического типа, естественно, имеет огромные перспективы использования. В продаже есть требуемое оборудование, а технология является прекрасно изученной. Но для большего распространения нанесению лакокрасочного материала таким методом требуется специально обучаться, а после проверять знания на практике.
