Sähköstaattinen maalaus - suunnittelu ja toimintaperiaate

Amerikkalainen tiedemies ja tutkija Harald Ransburg patentoi sähköstaattisen maaliruiskun ensimmäisen kerran vuosina 1941-1944. Ennen kuin hän patentoi keksintönsä ja patentoituaan sen ensimmäiset versiot, Ransburg kokeili laajasti laboratoriossa ja kehitti keksimäänsä sähköstaattista maalin levitysmenetelmää.

Joten vuonna 1951 keksijä sai patentin US 2697411 laitteelle maalin levittämiseksi sähköstaattisella ruiskulla, josta tuli nykyaikaisten työkalujen prototyyppi. Samoin vuosina Harald perusti yrityksen Ransburg, joka edelleen harjoittaa sähköstaattisten maalauslaitteiden tuotantoa ja parantamista.

Periaatteessa menetelmä on seuraava. Nestemäinen maali- ja lakkamateriaali ruiskutetaan tavalliseen tapaan ruiskulla, mutta yhdellä lisäehdolla. Kun maali kulkee ruiskupistoolin läpi, se latautuu kosketuksiin erityisen elektrodin kanssa ruiskupistoolin suuttimen lähellä korkeaan negatiiviseen jännitteeseen, jonka taso saavuttaa 100 000 volttia.

Suuttimesta poistuttuaan negatiivisesti varautuneet maalihiukkaset ryntäävät kenttälinjojen suuntaan sähköstaattinen kenttä maadoitettuun maalituotteeseen. Eli korkea jännite syötetään ruiskupistoolin ja maalattavan tuotteen väliin.

Maalin ruiskutus suoritetaan paineilman avulla, ts. pneumaattinen menetelmä tai ilmaton ruiskutus, jossa paineistettu maali ruiskutetaan suuttimen aukon läpi. Nämä ovat kaksi perinteistä ruiskutusmallia sähköstaattisen maalin levittämiseen. On myös yhdistettyjä järjestelmiä.

Lisäksi suuttimesta ulos lentävät samanvaraiset maalihiukkaset hylkivät toisiaan sähköstaattisen lain mukaan muodostaen luonnollisesti maalipolttimen. Sähköstaattiset vetovoimat syöksyvät hiukkasten polttimen maadoitettuun osaan, ja hiukkaset, jotka liikkuvat sähköstaattisen kentän voimakkuuden linjoja pitkin, peittävät osan tasaisesti. Sinänsä mustesumuvaikutusta ei ole, ja maali- ja lakkamateriaalin siirtokerroin tuotteessa saavuttaa 98%.

Tämän levitysmenetelmän avulla voit säästää merkittävästi maali- ja lakkamateriaalia ja yleensä nopeuttaa maalausprosessia merkittävästi. Kun maalataan isoja esineitä, kuten putkia, tavalliseen tapaan, niitä on käännettävä useita kertoja maalauksen aikana, jotta maali on tasaisesti ja joka puolelta.

Mutta sähköstaattisella sovelluksella tämä on jo tarpeetonta, koska varautuneet maalihiukkaset liikkuvat itsekseen sähkökentän linjoja pitkin, taipuvat tuotteen ympärille joka puolelta ja yksi syöttö ruiskupistoolilla riittää saamaan tarvittavan korkean laadun tulos.

Sähköstaattiset pistoolit ovat erilaisia, mutta niillä on myös jotain yhteistä perinteisten ruiskupistoolien kanssa. Ensinnäkin maalia johtavien kanavien periaate on sama. Ero on siinä, että joissakin ja toisissa puuttuu elektrodi maali- ja lakkamateriaalin lataamiseksi, sekä korkea jännite, joka antaa järjestelmään tarvittavan käyttöjännitteen.

Sähköstaattisen ruiskupistoolin runko, toisin kuin tavallinen, ei ole terästä tai alumiinia, vaan komposiittimuovia, joka sisältää sekä johtavia että eristäviä osia, jotta työntekijä on mahdollisimman suojassa tahattomalta sähköiskulta.

Sähköstaattisen pistoolin korkeajännitejärjestelmä voi olla klassinen tai kaskadimuotoinen. Klassisessa järjestelmässä korkeajännite syötetään kaapelin kautta lähteestä (korkeajännitemuuntaja) pistooliin, mikä tekee työkalusta kevyen ja helppokäyttöisen, koska kotelossa ei ole elektroniikkaa.

Pakollinen oikosulkusuojaus. Tällainen suihke on halvempi ja helpompi korjata. Klassisen järjestelmän haittana on elektrodin epävakaa jännite, sumuttimen kytkimen puute.

Kaskadipiiri tarkoittaa työkaluun sisäänrakennetun jännitteenmuuntimen läsnäoloa (suoraan sumuttimessa). Pistos saa virtansa 12 voltin tasajännitteestä pienjännitekaapelin kautta, ja työkalun sisällä oleva jännite on nyt nostettu käyttöön hyväksyttävälle tasolle.

Kaskadipiirin edut ovat kiistattomat: vakaa jännite, latauksen tasaisuus, kyky säätää työkalun jännitettä, kytkimen läsnäolo käsillä. Haittoja ovat suurempi paino ja korkeampi hinta.

Sähköstaattiset maalijärjestelmät jaetaan automaattisiin ja manuaalisiin. Sekä nämä että muut voivat olla, kuten edellä mainittiin, ilmattomia, yhdistettyjä tai pneumaattisia. Lisäksi automaattiset ovat myös levynopeuksia ja manuaaliset kupit hitaita. Puhumme siitä myöhemmin.

Tavanomaisessa tapauksessa ruiskutus tapahtuu kuten perinteisillä ruiskupistooleilla - ilmattomat, yhdistelmä- ja pneumaattiset sähköstaattiset ruiskut toimivat alkuvaiheessa, mutta ne tarjoavat maalin taloudellisuuden ja korkean siirtokertoimen - jopa 90% - sähköstaattisten voimien vaikutuksesta. .

Mutta sumuttimien ja levyjen kanssa kaikki tapahtuu hieman eri tavalla: sumuttaminen tapahtuu täällä keskipakovoimien vuoksi, kun kiekko tai kuppi pyörii sumuttimessa. Pyörimiskehitys tapahtuu paineilman vaikutuksesta kupiin tai kiekkoon ja sitä sovelletaan sähköstaattisen vaikutuksen avulla. Tällä saavutetaan jopa 98 % maali- ja lakkamateriaalin siirtyminen.

Kädessä pidettävien hidaskäyntisten kuppiruiskujen kupin pyörimisnopeus on vain 600 rpm, ja vaikka ne antavat 98 % maalin siirtymisestä, niitä ei käytetä kovin laajasti suurissa teollisuuslaitoksissa, koska niiden tuotto on pieni, enintään 200 millilitraa maalia per minuutti.

Pienteollisuudessa, varsinkin metalliritilöiden maalauksessa, käsikäyttöiset sähköstaattiset ruiskut ovat kuitenkin ansaitusti suosittuja taloudellisuutensa ja tehokkuutensa vuoksi.

Automaattiset levynopeuksiset maaliruiskut, joissa paineilma puhaltaa polttimen kehän ympärillä sen kaventamiseksi, levyn pyörimisnopeus on jopa 60 000 rpm ja huomattavasti korkeampi tuottavuus korkealla siirtoteholla (jopa 90 %). Tällaisia ​​sähköstaattisia ruiskuja käytetään laajalti teollisuudessa, esimerkiksi auton korin osien, kodinkoneiden, metallirakenteiden, kuten huonekalujen, jne.

Siinä on sähköstaattinen maalausmenetelmä ja omat erottuva sävynsä. Ensinnäkin se on korkeajännitetyötä. Tietysti jopa 98 % materiaalin siirtämisen etu on erittäin tärkeä, mutta tässä on myös perinteisiä rajoituksia.

Maali- ja lakkamateriaalilla tulee olla tietty vähimmäisvastus, jotta se voi latautua riittävästi korkeajänniteelektrodin läheltä kulkemisen jälkeen, muuten värin laatu heikkenee, esim. metallipölyn esiintyminen emalin koostumuksessa ei niillä on eniten - hyvä vaikutus värin laatuun.

Vedellä laimennetut materiaalit ovat vaarallisia oikosulun vuoksi. Samaan aikaan nykyaikaiset laitteet eivät pysy paikallaan, ne paranevat, eivätkä nämä rajoitukset ole enää ylitsepääsemättömiä esteitä maalaukselle.

Erikseen on sanottava maalattujen pintojen ominaisuuksista. Sähköä johtamattomia materiaaleja, kuten puuta, muovia tai kumia, ei voi maalata yksinkertaisesti, vaan tarvitaan lisätyötä.Ensin levitetään johtava pohjamaali tai materiaali kostutetaan, sitten maali levitetään sähköstaattisesti.

Maalattavan kohteen muoto on myös erittäin tärkeä.Koska varautuneet ja kenttäviivaa pitkin liikkuvat maalihiukkaset syöksyvät tuotetta kohti pääasiassa sen varautuneimpien alueiden suuntaan, ei aukkojen tai taskujen päälle voi maalata, koska niissä ei ole juuri lainkaan sähkökenttää. Faradayn häkkiefekti toimii. Päinvastoin, terävät projektiot värjäytyvät parhaiten, koska sähkökentän voimakkuus niiden lähellä on suurin.

Siitä on kuitenkin ulospääsy. Taskut ja syvennykset voidaan maalata, tätä varten ne yksinkertaisesti sammuttavat korkean jännitteen ja maalaavat kuten perinteinen pneumaattinen tai ilmaton ruisku. Kaikki nämä vivahteet on tärkeää ottaa huomioon.

Sähköstaattisen maalauksen asennukset koostuvat seuraavista osista: ruiskupistooli, korkeajännitelähde, letkut eri tarkoituksiin (ilmalle ja maalille), virtajohto, maadoituskaapeli, pumppu, säiliö.

Asennus on maadoitettava luotettavasti ennen työn aloittamista. Korkean jännitteen lähteenä voidaan käyttää sekä sähköverkkoa että muuta energialähdettä, erityisesti liikkuvaa pneumaattista vakiojännitegeneraattoria laitteiston autonomiseen toimintaan tavanomaisen verkon puuttuessa.

On syytä huomata, että sähköstaattinen maalaustekniikka on parantunut jatkuvasti vuosikymmenten aikana sen jälkeen, kun Ransburg keksi ensimmäisen sähköstaattisen ruiskupistoolinsa. Sähköstaattinen maalaus korvaa ansaitusti vielä nykyäänkin taloudellisimman maalien ja lakkojen levitystekniikan, jolla saavutetaan maksimaalinen maalin siirtyminen tuotteeseen.

Täällä jätteen määrä on minimoitu, joten sekä pienimuotoisessa tuotannossa että suurissa teollisuusyrityksissä, tehtaissa, sähköstaattinen maalaus on nykyään erittäin suosittu.