Malowanie elektrostatyczne polega na nakładaniu farby na powierzchnię przy użyciu sił oddziaływania między stałymi punktowymi ładunkami elektrycznymi (siła Coulomba). Materiał lakierniczy (najczęściej na bazie wody, ale istnieją opcje z rozpuszczalnikiem organicznym) nakłada się za pomocą specjalnego pistoletu natryskowego.
Technologia
Atomizer elektrostatyczny został po raz pierwszy użyty w 1941 r. Przez amerykańskiego wynalazcę G. Ransburga. Technika ta wymagała użycia pól elektrycznych, wzdłuż których poruszają się naładowane cząstki farby. Ciekły materiał lakierniczy wchodzi w interakcję z elektrodą umieszczoną w pistolecie, w wyniku czego ładunek ujemny o wysokim napięciu (60-100 kW) jest przenoszony na farbę. Naładowane cząstki wychodzące z dyszy pistoletu natryskowego są przesyłane wzdłuż linii pola elektrostatycznego do uziemionego produktu, na który nakładany jest lakier.
Pochodnia malarska powstaje w wyniku wzajemnego odpychania naładowanych cząstek materiału malarskiego. Ważną różnicą między tą technologią a innymi metodami jest to, że nie ma potrzeby kolorowej mgły, ponieważ cząsteczki są kierowane wzdłuż z góry określonych linii. Współczynnik przenikania farby może wynosić od 70 do 98 procent. Szybkość transferu zależy od przewodności malowanego materiału, kształtu produktu i innych czynników pośrednich.
Metoda elektrostatyczna zmniejsza zużycie lakieru, a sam proces malowania ułatwia. Podczas malowania metalowych rur w tradycyjny sposób należy kilkakrotnie obrócić produkt. W przypadku pistoletu elektrostatycznego nie ma potrzeby obracania części, ponieważ naładowane cząstki są prowadzone wzdłuż linii siły i łatwo omijają przeszkody. Barwienie odbywa się bardzo równomiernie, ponieważ w już przetworzonym miejscu farba odpycha nadmiar wchodzącego materiału.
do treści ↑Rodzaje oprysków
Stosowane są dwa rodzaje rozpylania elektrostatycznego - klasyczny i kaskadowy. Klasyk sugeruje, że kabel wysokiego napięcia otrzymuje prąd stały o wysokim napięciu przez elektrostatyczny pistolet natryskowy. Klasyczny schemat ma wiele istotnych wad. Przede wszystkim mówimy o niestabilności napięcia w elektrodzie pistoletowej. Ponadto malowanie jest raczej niewygodne, ponieważ duży kabel utrudnia obsługę, a aby wyłączyć zasilanie, zawsze musisz dostać się do transformatora.
W technice kaskadowej wysokie napięcie powstaje nie na zewnątrz, ale w samym pistolecie. Napięcie tylko 12 V jest kierowane do pistoletu za pomocą kabla niskiego napięcia, a wytwarzanie wysokiego napięcia ma już miejsce w urządzeniu. Konwersja odbywa się na kaskadzie pistoletu natryskowego. Zastosowany kabel jest cienki i elastyczny, dzięki czemu bardzo wygodnie się z nim pracuje.
Metoda kaskadowa pozwala wyłączyć przepływ prądu niezależnie od generatora, a także kontrolować poziom napięcia, wybierając odpowiedni materiał dla określonego rodzaju. Samo napięcie jest bardzo stabilne, co może znacznie zmniejszyć zużycie lakieru. Główną wadą natryskiwania kaskadowego jest wysoki koszt sprzętu. Jednak koszty szybko się zwracają ze względu na opłacalność tej technologii.
Natryskiwanie elektrostatyczne ma pewne ograniczenia wynikające z następujących okoliczności:
- Właściwości materiału malarskiego. Aby farba mogła prawidłowo naładować elektrodę, wymagana jest rezystancja co najmniej 30 kOhm. W przeciwnym razie wydajność malowania w polu elektrostatycznym jest drastycznie zmniejszona. Jako przykład materiału do malowania i lakierowania o niskim poziomie odporności można przytoczyć kompozycje ze znaczącymi dodatkami proszku metalicznego (w tym emalie metalowe). Do niedawna barwienie elektrostatyczne nie było stosowane podczas nakładania farb rozpuszczalnych w wodzie, ponieważ istniało wysokie ryzyko zwarcia z powodu przewodności elektrycznej cieczy. Najnowsze modele urządzeń do barwienia elektrostatycznego umożliwiają pracę z powłokami rozpuszczalnymi w wodzie.
- Właściwości materiału Produkty nieprzewodzące, takie jak plastik i drewno, są trudne do malowania. Proces ten można ułatwić za pomocą specjalnych przewodzących podkładów (w przypadku plastiku) lub zwilżania (w przypadku drewna).
- Kształt malowanej części. Jak wspomniano powyżej, metoda elektrostatyczna pozwala malować produkty o różnych kształtach, jednak w zamkniętym obwodzie przewodzącym napięcie pola elektrostatycznego wynosi zero. Dlatego w głębokich zakamarkach nie ma pola elektrycznego, z powodu którego cząsteczki materiału malarskiego nie spadają na takie obszary. Ponadto, bez wchodzenia we wszelkiego rodzaju zagłębienia, farba koncentruje się w innych obszarach (na przykład na krawędziach), co prowadzi do utworzenia zbyt grubej warstwy powłoki. Aby uniknąć takich problemów (nazywane są obwodem Faradaya), barwienie niedostępnych miejsc odbywa się za pomocą konwencjonalnego pistoletu natryskowego - bezpowietrznego lub pneumatycznego.
Aerograf „Star 3001”
Jako przykład przyjrzyjmy się pistoletowi natryskowemu Star 3001. To urządzenie wykorzystuje kaskadową metodę generowania wysokiego napięcia. Dokonuje się zarówno modyfikacji mechanicznych, jak i automatycznych urządzeń. Oba modele mogą pracować zarówno z natryskiem bezpowietrznym, jak i mieszanką powietrza.
Istnieją również odrębne modyfikacje powłok rozpuszczalnych w wodzie i farb na bazie rozpuszczalników. Każdy model, w zależności od celu, może znacznie różnić się zastosowanymi materiałami, a także mieć własne cechy konstrukcyjne.
Tak więc zakres wyposażenia jest szeroki, więc przed zakupem musisz zdecydować, w jaki sposób będzie używany pistolet elektrostatyczny. Urządzenie „Star 3001” zostało zaprojektowane do pracy z powłokami na bazie wody. Oznacza to, że urządzenie jest zabezpieczone przed zwarciem, ponieważ konstrukcja wykonana jest ze specjalnego materiału. Ale Star 3001 nie nadaje się do pracy z rozpuszczalnikiem organicznym, dlatego musisz poszukać modyfikacji, której obudowa jest obojętna względem rozpuszczalników.
Problem z obwodem Faradaya w atomizerze tego modelu rozwiązuje się przez wyłączenie zasilania. W przypadku braku mocy lakier jest natryskiwany tylko pod wpływem ciśnienia. Klawisz kontroli napięcia znajduje się bezpośrednio na korpusie pistoletu natryskowego, co jest bardzo wygodne. Ponadto możesz kontrolować ciśnienie własnymi rękami - wystarczy pociągnąć za spust. Pistolet jest również wyposażony w pamięć, dzięki której obsługiwane są maksymalnie trzy opcje pola elektrostatycznego dla każdego rodzaju farby.
Ważnym parametrem każdego zastosowanego lakieru jest rezystancja elektryczna. Wraz z aparatem Star 3001 dostarczana jest sonda, która testuje materiały lakiernicze pod kątem rezystancji, zapewniając w ten sposób najlepszy wskaźnik pola elektrostatycznego.
Mimo wyposażenia technicznego taki pistolet natryskowy jest łatwy w utrzymaniu.Obudowę można łatwo zdemontować, po czym wszystkie mechanizmy są dostępne do obserwacji wizualnej. W przypadku awarii wszelkie części pistoletu należy wymienić. Ta okoliczność pozwala uprościć prace naprawcze, a także obniżyć ich koszty.
Należy zauważyć niską wagę urządzenia - tylko 900 gramów. Ze względu na niewielką wagę praca z urządzeniem nie jest fizycznie trudna, ale dzięki ergonomicznemu uchwytowi jest również wygodna.
Do zastosowań przemysłowych opracowano modyfikację „Systemów lakierniczych LARIUS 2”. W takim systemie stosuje się podwójną membranę, dzięki której farba jest pompowana pod niskim ciśnieniem.
do treści ↑Zastosowanie technologii w Rosji
Technologia malowania elektrostatycznego charakteryzuje się wieloma zaletami. Jednak w rosyjskich warunkach stosowanie atomizacji elektrostatycznej nie znalazło jeszcze powszechnego zastosowania. Głównym powodem jest brak wystarczającej liczby wykwalifikowanych specjalistów. Sam sprzęt wyróżnia się złożonym urządzeniem, musi być w stanie z niego korzystać, w przeciwnym razie zamiast natryskiwania elektrostatycznego farba zostanie rozpylona w zwykły sposób, co nie da planowanego efektu.
Kolejną trudnością jest poszukiwanie powłok o pożądanym poziomie przewodności elektrycznej. Jeśli wskaźnik różni się od zestawu, można go zmienić, ale w każdym razie nie można tego zrobić bez wstępnych informacji. Jednocześnie często nie jest możliwe określenie poziomu przewodności elektrycznej ani od sprzedawców, ani od producentów. W rezultacie jedynym wyjściem jest kupowanie powłok zachodnich, które są znacznie droższe niż próbki krajowe.
Kolejnym ważnym czynnikiem jest zapewnienie dobrego uziemienia. W większości przypadków warunek ten nie jest prawidłowo spełniony. W przypadku braku uziemienia malarz maluje nie tylko powierzchnię, ale także siebie.
Należy również powiedzieć o jednym popularnym nieporozumieniu: wielu malarzy uważa, że im większa pochodnia, tym szybciej malowana będzie powierzchnia. Jednak w praktyce tak nie jest, a zwiększenie pochodni zmienia tylko aparat elektrostatyczny w zwykły aerograf.
Farbowanie elektrostatyczne ma oczywiście duże możliwości zastosowania. Niezbędny sprzęt jest w sprzedaży, a technologia jest dobrze zbadana. Aby jednak szerzej rozprowadzić farbę elektrostatyczną, konieczne jest specjalne przeszkolenie, a następnie przetestowanie wiedzy w praktyce.
