Elektrostatsko bojanje - izvedba i princip rada

Elektrostatski raspršivač boje prvi je patentirao između 1941. i 1944. američki znanstvenik i istraživač Harald Ransburg. Prije nego što je patentirao svoj izum i nakon što je patentirao njegove prve verzije, Ransburg je intenzivno eksperimentirao u laboratoriju, usavršavajući elektrostatičku metodu nanošenja boje koju je izumio.

Tako je 1951. godine izumitelj dobio patent US 2697411 za uređaj za nanošenje boje elektrostatskim raspršivanjem, koji je postao prototip modernih alata. Iste godine Harald je osnovao tvrtku Ransburg koja se i danas bavi proizvodnjom i usavršavanjem opreme za elektrostatičko bojanje.

U osnovi, metoda je sljedeća. Tekući materijal za boju i lak se raspršuje kao i obično raspršivačem, ali uz jedan dodatni uvjet. Prilikom prolaska kroz pištolj za prskanje boja se u kontaktu s posebnom elektrodom u blizini mlaznice pištolja za prskanje puni visokim negativnim naponom, čija razina doseže 100 000 volti.

Nakon izlaska iz mlaznice, negativno nabijene čestice boje jure u smjeru linija polja elektrostatičko polje na uzemljeni proizvod boje. To jest, visoki napon se primjenjuje između pištolja za prskanje i proizvoda koji se boji.

Prskanje boje vrši se uz pomoć komprimiranog zraka, tj. pneumatska metoda ili prskanje bez zraka, gdje se boja pod pritiskom brzo propušta kroz otvor mlaznice. Ovo su dva tradicionalna uzorka prskanja za nanošenje elektrostatičke boje. Postoje i kombinirani sustavi.

Nadalje, čestice boje jednakog naboja koje izlaze iz mlaznice međusobno se odbijaju prema zakonu elektrostatike, prirodno tvoreći plamenik boje. Baklja čestica je silama elektrostatskog privlačenja jurnuta na uzemljeni dio, a čestice, krećući se po linijama intenziteta elektrostatskog polja, jednoliko pokrivaju dio. Kao takav, nema efekta maglice tinte, a koeficijent prijenosa materijala boje i laka na proizvodu doseže 98%.

Ova metoda nanošenja omogućuje vam značajno uštedu materijala za boju i lak i, općenito, značajno ubrzava proces bojanja. Kod bojanja velikih predmeta, poput cijevi, na uobičajeni način, potrebno ih je nekoliko puta okrenuti tijekom procesa bojanja kako bi boja ležala ravnomjerno i na sve strane.

Ali kod elektrostatskog nanošenja to je već suvišno, budući da se nabijene čestice boje same kreću po linijama električnog polja, savijaju se oko proizvoda sa svih strana, a dovoljan je jedan prolaz pištoljem za prskanje da se dobije potrebna visoka kvaliteta proizlaziti.

Elektrostatički pištolji su drugačiji, ali imaju i nešto zajedničko s tradicionalnim pištoljima za prskanje. Prije svega, princip kanala koji vode boju je isti. Razlika je u prisutnosti u nekima iu nedostatku drugih elektroda za punjenje materijala za boju i lak, kao i visokog napona, koji sustavu osigurava potreban radni napon.

Tijelo elektrostatskog pištolja za prskanje, za razliku od uobičajenog, nije izrađeno od čelika ili aluminija, već od kompozitne plastike koja sadrži i vodljive i izolacijske dijelove, tako da je radnik maksimalno zaštićen od slučajnog strujnog udara.

Visokonaponski sustav elektrostatičkog pištolja može biti klasične ili kaskadne izvedbe. Klasična shema uključuje dovod visokog napona preko kabela od izvora (visokonaponskog transformatora) do pištolja, što čini alat laganim i jednostavnim za korištenje, jer u kućištu nema elektronike.

Obavezna zaštita od kratkog spoja. Takav sprej je jeftiniji i lakši za popravku. Nedostatak klasične sheme je nestabilan napon elektrode, nedostatak prekidača na nebulizatoru.

Kaskadni krug podrazumijeva prisutnost pretvarača napona ugrađenog u alat (izravno u raspršivaču). Pištolj se napaja s 12 volti istosmjerne struje putem niskonaponskog kabela, a napon unutar alata sada je podignut na prihvatljivu razinu za rad.

Prednosti kaskadnog kruga su neporecive: stabilan napon, ujednačenost punjenja, mogućnost podešavanja napona alata, prisutnost prekidača pri ruci. Nedostaci su veća težina i viša cijena.

Elektrostatički sustavi bojanja dijele se na automatske i ručne. I ovi i drugi mogu biti, kao što je gore navedeno, bezzračni, kombinirani ili pneumatski. Osim toga, automatske su također disk velike brzine, a ručne šalice su male brzine. O tome ćemo kasnije.

U uobičajenom slučaju, prskanje se odvija kao kod tradicionalnih pištolja za prskanje - airless, kombinirani i pneumatski elektrostatski raspršivači rade u početnoj fazi, ali omogućuju ekonomičnost boje i visok koeficijent prijenosa - do 90% - zbog djelovanja elektrostatičkih sila. .

Ali s raspršivačima i diskovima sve se događa malo drugačije: atomizacija se ovdje događa zbog centrifugalnih sila kada se disk ili čaša okreću na raspršivaču. Rotacija se razvija djelovanjem komprimiranog zraka na čašicu ili disk i primjenjuje se elektrostatskim djelovanjem. Time se postiže prijenos do 98% materijala boje i laka.

Ručni spori raspršivači šalica imaju brzinu vrtnje čašica od samo 600 okretaja u minuti i iako daju 98% prijenosa boje, nisu previše korišteni u velikim industrijskim pogonima jer im je učinak mali, najviše 200 mililitara boje po minuta .

Međutim, u malim industrijama, posebno kod bojanja metalnih rešetki, ručni elektrostatički raspršivači zasluženo su popularni zbog svoje ekonomičnosti i učinkovitosti.

Automatski diskovi za raspršivanje boje velike brzine, s komprimiranim zrakom koji puše oko periferije plamenika kako bi ga suzio, imaju brzinu rotacije diska do 60 000 okretaja u minuti i imaju značajno veću produktivnost s visokom učinkovitošću prijenosa (do 90%). Takvi elektrostatički raspršivači naširoko se koriste u industriji, na primjer, u bojanju dijelova karoserije automobila, kućanskih aparata, metalnih konstrukcija poput namještaja itd.

Ima elektrostatičku metodu slikanja i svoje karakteristične nijanse. Prvo, to je posao visokog napona. Naravno, prednost prijenosa do 98% materijala je izuzetno važna, ali tu postoje i tradicionalna ograničenja.

Materijal boje i laka mora imati određeni minimalni otpor kako bi se mogao dovoljno napuniti nakon prolaska blizu visokonaponske elektrode, inače će se kvaliteta boje smanjiti, na primjer, prisutnost metalne prašine u sastavu cakline ne imaju najviše - dobar učinak na kvalitetu boje.

Materijali razrijeđeni vodom opasni su zbog kratkog spoja. U međuvremenu, moderna oprema ne miruje, poboljšava se, a ta ograničenja više nisu nepremostiva prepreka slikanju.

Zasebno treba reći o svojstvima obojenih površina. Neprovodljivi materijali, kao što su drvo, plastika ili guma, ne mogu se jednostavno bojati, potrebne su dodatne predradnje.Najprije se nanese vodljivi temeljni premaz ili se materijal navlaži, a zatim se elektrostatski nanosi boja.

Vrlo je bitan i oblik predmeta koji se boji.Budući da čestice boje, nabijene i krećući se duž linije polja, jure prema proizvodu uglavnom u smjeru njegovih najnaelektriziranijih područja, neće biti moguće bojati praznine ili džepove, jer u njima neće biti gotovo nikakvog električnog polja ... efekt Faradayeva kaveza će djelovati. Naprotiv, oštre projekcije će biti najbolje obojene, jer će jakost električnog polja u njihovoj blizini biti najveća.

Međutim, postoji izlaz. Džepovi i udubljenja mogu se bojati, za to jednostavno isključe visoki napon i boje kao konvencionalni pneumatski ili airless pištolj. Sve ove nijanse važno je uzeti u obzir.

Instalacije za elektrostatsko bojanje sastoje se od sljedećih dijelova: pištolj za prskanje, izvor visokog napona, crijeva za razne namjene (za zrak i boju), kabel za napajanje, kabel za uzemljenje, pumpa, spremnik.

Instalacija mora biti pouzdano uzemljena prije početka rada. Kao izvor visokog napona može se koristiti i električna mreža i drugi izvor energije, posebice mobilni pneumatski generator konstantnog napona za autonomni rad instalacije u nedostatku konvencionalne mreže.

Vrijedno je napomenuti da se tehnologija elektrostatskog bojanja kontinuirano poboljšavala tijekom desetljeća otkako je Ransburg izumio svoj prvi elektrostatski pištolj za prskanje. Elektrostatsko lakiranje i danas zasluženo zauzima mjesto najekonomičnije tehnologije nanošenja boja i lakova, kojom se postiže maksimalan prijenos boje na proizvod.

Ovdje je količina otpada svedena na minimum, tako da je iu maloj proizvodnji iu velikim industrijskim poduzećima, u tvornicama, elektrostatsko bojanje danas vrlo popularno.