Vopsirea prin pulverizare este folosită în mai multe industrii pentru mașini, biciclete, piese auto, ramele ferestrelor, pentru că îmbunătățește proprietățile mecanice și pe cele optice ale suprafețelor metalice.
Procedura de vopsire prin pulverizare utilizată pe scară largă constă în mai multe etape: pregătirea suprafeței, vopsirea și coacerea în cuptor. De la electrostatică la fosfatare – în vopsirea prin pulverizare sunt implicate multe procese chimice și fizice.
Un cadru de bicicletă din oțel sau aluminiu ar putea arăta impresionant, dar ar fi destul de nefolositor în practică, deoarece s-ar zgâria și ar rugini rapid. Acesta este motivul pentru care nu doar cadrele de bicicletă, ci și multe produse metalice sunt vopsite cu un strat protector de vopsea prin procesul de vopsire prin pulverizare.
Procesul, care este în general cel puțin parțial automatizat, este utilizat pe scară largă atât în producția industrială în serie, cât și pentru comenzi individuale mici. Domeniile tipice de aplicare includ ferestrele, ușile, mobilierul și fațadele. Dar și utilajele industriale și piesele de vehicule sunt frecvent vopsite prin pulverizare.
Avantaje
Vopsirea prin pulverizare presupune acoperirea unei componente conductoare de electricitate, adică metalice, cu un strat de pulbere. Acest lucru îmbunătățește suprafețele atât din punct de vedere mecanic, cât și vizual.
Vopselele prin pulverizare sunt organice și constau din lianți, aditivi și pigmenți, toți sub formă de particule solide cu dimensiuni de granulație între 1 și 100 µm. Spre deosebire de vopselele lichide, acestea nu necesită solvenți și sunt, așadar, mai ecologice.
Vopsirea prin pulverizare se face în mai multe etape:
- pregătirea suprafeței (curățarea și crearea unui strat de conversie),
- încărcarea electrostatică a pulberii,
- vopsirea piesei de prelucrat,
- coacerea finală a vopselei pulverizate în cuptor.
Pasul 1: Curățarea piesei de prelucrat
Înainte de aplicarea vopselei prin pulverizare, suprafața componentei care urmează să fie vopsită trebuie să fie absolut curată și uscată. În caz contrar, se poate ajunge la pierderea aderenței sau la crăparea peliculei de vopsea.
Pregătirea mecanică, precum șlefuirea, perierea și sablarea, îndepărtează impuritățile grosiere, cum sunt praful, rugina sau calcarul. Sablarea cu nisip de oțel inoxidabil sau cu bile de sticlă servește și la rugozitatea suprafeței. În timpul pre tratamentului chimic, sunt îndepărtate impuritățile, precum vopseaua și grăsimea.
Pasul 2: Stratul de conversie
În etapa următoare, se creează un strat de conversie prin modificarea chimică a suprafeței piesei de prelucrat. Acest strat foarte subțire, nemetalic, de obicei anorganic, mărește suprafața activă și îmbunătățește aderența vopselei pulverizate, oferind în același timp o protecție suplimentară împotriva coroziunii.
În timpul fosfatării, suprafața piesei de prelucrat reacționează cu ionii metalici (de obicei fier sau zinc) dintr-o soluție apoasă de fosfați, astfel încât fosfații metalici sunt încorporați ferm în stratul superior al piesei de prelucrat.
Această metodă este adecvată pentru oțel, oțel galvanizat și aluminiu. Oxidarea anodică (anodizare) este un proces electrochimic prin care se formează un strat omogen de oxid pe componentele din aluminiu.
Pasul 3: Încărcarea pulberii
Vopsirea prin pulverizare se aplică pe piesa de lucru conductoare de electricitate pe baza adeziunii electrostatice. Pentru a face acest lucru, vopsirea pulverizată trebuie mai întâi să fie încărcată electrostatic.
Acest lucru poate fi realizat prin două metode:
- În cazul încărcării corona, un electrod de înaltă tensiune generează un câmp electric care ionizează aerul din jur și astfel încarcă particulele de pulbere.
- În cazul încărcării triboelectrice, particulele de pulbere sunt încărcate prin frecare în pistolul de pulverizare.
Pasul 4: Vopsirea
Vopseaua este pulverizată de duza pistolului de pulverizare pe piesa de lucru împământată, adică neîncărcată, în cabina de pulverizare.
Respingerea reciprocă a particulelor de pulbere încărcate egal creează un nor de pulbere omogen. Atunci când particulele ionizate lovesc piesa de prelucrat, ele generează o contraîncărcare pe suprafața piesei de prelucrat în momentul impactului.
Forța de atracție (forța Coulomb) dintre sarcina particulelor și contraîncărcarea de pe piesa de prelucrat face ca particulele să adere la suprafață. Forța electrostatică trebuie să fie mai puternică decât gravitația.
Prin urmare, grosimea stratului atunci când vopsirea cu pulbere este limitată fizic și este de obicei între 60 și 120 µm.
Vopseaua rămâne aderentă până la câteva ore înainte ca pulberea să se desprindă din nou din cauza egalizării treptate a încărcăturii. Pentru a preveni acest lucru, urmează procesul de ardere.
Pasul 5: Coacerea în cuptor
După vopsire, stratul de vopsea se coace într-un cuptor la temperaturi cuprinse între 110 și 250 °C. Acest proces, cunoscut și sub numele de reticulare, începe cu topirea stratului de vopsea pulverizată în cuptor.
Particulele de plastic se interconectează apoi între ele și cu celelalte substanțe solide din stratul de vopsea pulverizată pentru a forma un strat de pulbere omogen și neted.
Automatizarea în vopsirea pulverizată
În cazul vopsirii prin pulverizare moderne, procesul este adesea automatizat sau cel puțin parțial automatizat. Sistemele automate sunt capabile să acopere cu vopsea cantități mari la o calitate ridicată și cu rezultate constante.
Piesele individuale de mici dimensiuni sunt adesea vopsite în cabine manuale de pulverizare și în cuptoare cu cameră încălzită cu gaz.
Povestea Artisan Red Premium, noul roșu Mazda
Pentru comenzile mari de serie se utilizează sisteme complet automate cu un sistem de transport și un cuptor continuu încălzit cu gaz. Suspendate pe o șină de transport, produsele trec prin pretratare, cabina de vopsire și cuptor.
Cu toate acestea, punerea în aplicare a unor astfel de sisteme automatizate implică investiții considerabile. Utilajele și sistemele noi pot fi foarte costisitoare.
Utilajele second-hand, precum vopsirea prin pulverizare la achiziționarea directă la Surplex, oferă o soluție rentabilă.
Această instalație din Zaragoza are o durată de funcționare estimată la doar aproximativ 1.000 de ore și, prin urmare, este în stare bună.