Электростатическая покраска – особенности процесса

Электростатическое напыление становится все более популярным не только благодаря эстетике и прочности получаемого покрытия, но и в силу удобства нанесения.

Электростатическая окраска — это метод, который позволяет создавать на металлических поверхностях равномерный защитно-декоративный слой. Он является одним из наиболее экономичных относительно расхода ЛКИ и отличается минимальными временными затратами на полный цикл обработки. Попробуем разобраться как это работает и какие при этом используются инструменты.

Суть метода

Если лакокрасочному материалу придать отрицательный заряд с большим вольтажом порядка 60 — 100 тысяч вольт, распыляемые частицы начнут притягиваться к обрабатываемому изделию, которое предварительно заземляют. Возникающие между окрашиваемой поверхностью и электродом силовые линии не позволяют материалу отклоняться от траектории, что исключает образование лакокрасочного тумана и значительно снижает потери: на изделие попадает от 80 до 98 процентов материала.

Чтобы обеспечить поступательную подачу, поток из капель жидкости или гранул порошка разгоняется сжатым воздухом. Воздействие на ЛКМ гидростатического давления и силы электростатического отталкивания между частицами краски формирует окрасочный факел.

Двигаясь по изогнутым линиям поля воздушно-красочная смесь огибает изделие вытянутой формы, напыляясь и с обратной стороны, что позволяет проводить окраску в один проход для труб, уголков и другой схожей прокатной продукции.

Требования к материалам

При нанесении лакокрасочных материалов существует несколько требований, которые нужно соблюдать для повышения качества. Важнейшим элементом при работе является правильное заземление. Это обусловлено требованиями безопасности.

Особенно важно обеспечивать безопасность в процессе распыления органорастворимых ЛКМ, применяемых в процессе производства. Вещества отличаются повышенной вероятностью воспламенения в процессе эксплуатации, поэтому при работе с ними важно проводить процедуры, обеспечивающие безопасность.

Все элементы окрасочной камеры дополнительно подвергают заземлению, чтобы не допустить вероятности образования искры при соприкосновении различных веществ, которые могли накопить заряд. Также обязательно проводят заземление всего оборудования, которое способно накапливать статический заряд.

В процессе работы обязательно предусматривают заземление маляра. Это не допускает накопления статического заряда и возникновения искр между маляром и предметами рядом с окрашиванием.

При этом нужно предусматривать:

1. Специализированные браслеты с заземлением.
2. Обувь с подошвой из кожи или сходных по свойствам материалов.
3. Заземление посредством рукояти пистолета.

Также необходимо предусматривать заземление детали.

Электростатические распылители

Установки, непосредственно наносящие краску на изделия, состоят из трех базовых элементов:

• корпуса;
• распылительной головки;
• защитного кожуха.

Практически все элементы изготовлены из изолирующего пластика, а для электрической подсистемы используются токопроводящие пластики. Выбор материала обусловлен необходимостью обезопасить оператора от поражения электрическим током.

Для подачи сжатого воздуха, лакокрасочного материала и напряжения используются отдельные каналы.

Электростатические распылители отличаются заметным разнообразием. Так только ручных пистолетов существуют два типа конструкции:

• классическая;
• каскадная.

Первый вариант представляет собой аппарат, к которому по традиционной схеме подводятся как каналы подачи воздуха и материала, так и кабель высокого напряжения. Все регулировки скорости и интенсивности подачи краски вынесены: оператору приходится прерывать процесс, возвращаться к пульту, чтобы внести нужные изменения.

Наличием органов управления на собственном корпусе выгодно отличаются пистолеты, выполненные по каскадной схеме. 12 вольтовое питание в такой инструмент поступает по низковольтному кабелю, а высокое напряжение формирует встроенный трансформатор. Такие устройства имеют еще одно важное преимущество – стабильность напряжения, обеспечивающую равномерность получения заряда всем материалом.

Классические компоновки значительно дешевле, как правило имеют встроенную защиту от короткого замыкания и очень просто ремонтируются. Каскадные – из-за наличия трансформатора отличаются не только высокой стоимостью, но и сравнительно большим весом, что осложняет рабочий процесс.

По способу передачи ускорения частицам ЛКМ электростатические распылители делят на:

• пневматические;
• комбинированные;
• безвоздушные;
• чашечные;
• дисковые.

Первые три вида принципиально не отличаются, разница касается величины используемого давления, диаметра сопла и общего функционала. Поэтому сценарии применения у пистолетов этих конструкций схожие, как и процент переноса краски: для большинства устройств этот параметр находится в диапазоне от 70 до 90.

Для чашечных и дисковых электростатических распылителей, которые также называют электромеханическими, характерен другой принцип: частицы ЛКМ приобретают ускорение посредством центробежной силы. Чашечные аппараты преимущественно ручные, обладают невысокой скоростью вращения привода – 600 оборотов/мин, отличаются наивысшим коэффициентом переноса – не менее 95 процентов, но имеют невысокую производительность – до 200 мл/мин и годятся лишь для нишевого малосерийного производства.

Дисковые машины наоборот предлагают скорость вращения около 60 тысяч оборотов/мин и позволяют получить процент переноса не ниже 90. Такие аппараты устанавливаются на автоматизированных конвейерных линиях, например, для окраски корпусов и деталей автомобилей.

О системах Graco

Покрасочные аппараты Graco обеспечивают полный контроль за процессом окрашивания, не допускают потерь материала. С 1925 года компания стала лидером по изготовлению материалов. При этом достигается высокое качество окрашивания.

Покрасочный аппарат компании представляет собой оптимальное техническое решение, обеспечивающее повышенный комфорт в период эксплуатации. Благодаря постоянному улучшению базы технологии удается обеспечивать множество решений. Так аппараты компании грако имеют несколько преимуществ, среди которых:

1. Возможность работы с лакокрасочными материалами повышенной вязкости.
2. Охват значительной площади помещения.
3. Экономия материала.
4. Равномерное покрытие.

Качественное оборудование предлагаем заказать в нашей компании, напрямую сотрудничающей с производителем. При этом наши специалисты всегда готовы предложить исключительно лучшие варианты техники и консультацию по поводу возникающих вопросов. Заказывайте окрасочное оборудование у нас!

Какую использовать краску

Не каждый вид ЛКМ можно нанести электростатическим методом. Материал должен иметь низкий уровень электрического сопротивления, не ниже 30 кОм, иначе рассчитывать на эффективность окраски в электростатическом поле не приходится. В качестве образца подходящих красок можно привести составы с добавками металлической пудры, например, эмали вида «Металлик».

Новейшее оборудование для электростатической покраски теперь позволяет использовать водорастворимые краски, которые ранее применять было запрещено из-за риска короткого замыкания. Однако прежде чем использовать такие ЛКМ стоит убедиться в том, что оборудование действительно поддерживает эту опцию: такие установки ощутимо отличаются от обычных электростатических как по используемым материалам, так и по конструкции.

Стоит также отметить отдельную группу токопроводящих грунтов, которые необходимы, чтобы нанести краску электростатическим способом на неэлектропроводные поверхности: дерево и пластик. Если при обработке деревянных изделий можно обойтись банальным смачиванием водой, то пластику подобный промежуточный слой просто необходим. Приобретая электропроводные составы следует убедиться, что производитель предусмотрел возможность использования в данном качестве.

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.

Как сделать краскопульт своими руками?

Часто нам требуется что-либо покрасить. Причем хочется сделать так, чтобы лакокрасочное покрытие было нанесено в домашних условиях хорошо. Получить такой результат можно исключительно при помощи пульверизатора краскопульта. Сделать подобный прибор для краски самостоятельно можно. Именно благодаря ему получить ровное распределение краски по поверхности предмета очень даже возможно. Учитывая высокую стоимость такого приспособления, создать простой краскопульт своими руками – правильное решение. Попытаемся разобраться, как изготовить такое приспособление и что требуется знать.

Проверка заземления

Мегаомметр для измерения заземления

Прибором, который применяют для измерения непрерывности электрической цепи до изделия до заземления, является омметр, который имеет мегаомную шкалу. Этот прибор может быть обычным вольт-омметром или мегаомметром (мегометром). Для измерения электрического сопротивления электрических цепей обычный вольт-омметр применяет источник питания низкого напряжения (около 9 вольт). Этого прибора вполне достаточно для проверки обычной электрической цепи, однако он не годится для проверки заземления системы порошкового окрашивания .

Мегаомметр первоначально был разработан для проверки обмотки электродвигателй и изоляции проводов. Этот прибор лучше подходит для контроля заземления системы порошкового окрашивания, так как его источник питания обычно дает напряжение 250, 500 или 1000 вольт. Это более высокое напряжение обеспечивает необходимую силу тока, которая требуется для измерения сопротивления цепи до заземления в системах порошкового окрашивании .

Перед тем, как применять этот мегаомметр, необходимо внимательно прочитать инструкцию по его эксплуатации и строго ей следовать, что бы избежать удара электрическим током, а также обеспечить получение правильных результатов измерения электрического сопротивления. Для проверки заземление во всей системе порошкового окрашивания обычно применяют два достаточно длинных медных провода и два зажима типа «крокодил».

Как проверяют заземление

В первую очередь, важно проверить заземление здания, чтобы убедиться, что вы имеете нормальную цепь заземления. Чтобы проверить точку подсоединения к заземлению, нужно соединить один провод со стержнем заземления, а другой провод к вашей точке подсоединения к заземлению

Этой точкой подсоединения к заземлению может быть, например, опорная стальная конструкция конвейера или любое металлическое устройство, которое соединено с землей.

Чтобы проверить сопротивление заземления подсоединяют один тестовый провод к проверенному заземлению здания, а другой – к изделию, установленному на подвеске системы порошкового окрашивания (рисунок 3а). С точки зрения безопасности это показание сопротивления заземления должно быть не более 1,0 МОм. Это сопротивление заземления, которое включает всю цепь: изделие, подвески, шарниры и все компоненты конвейера.

Если сопротивление заземления превышает 1,0 МОм, то нужно перенести тестовый провод от изделия и подсоединить его к следующему элементу этой «электрической цепи» – контакт подвески (рисунок 3б).

Если показание прибора будет все еще выше 1,0 МОм, то нужно продолжать тестировать каждую следующую точку контакта этой цепи – кронштейны, ролики, цепи, направляющие и т. п., пока не будет получен положительный результат измерения сопротивления заземления (рисунок 3в).

а

б

в Рисунок 3 – Замеры электрического сопротивления заземления: а – на изделии, б – на подвеске, в – на конвейере

Выполняя последовательно эти действия, можно точно определить, где пропадает заземление, и какая часть системы порошкового окрашивания требует чистки и технического обслуживания.

Изготовление из шариковой ручки

Самым простым и одновременно примитивным вариантом создания приспособления для покраски может стать решение на основе самой простой шариковой ручки. Естественно, что такой инструмент не заменит заводской краскопульт для покраски больших площадей, но для домашнего пользования будет не самым плохим решением.

Преимуществом такого краскопульта является то, что его очень просто сделать, а конструирование займет не более 30 минут. Да и пользоваться им просто – достаточно лишь подуть в корпус ручки, чтобы краска начала выходить через стержень.

Данная модель краскораспылителя состоит из таких составляющих:

Сначала потребуется сделать небольшую заготовку, которая будет отличаться тем, что ее нижняя часть должна быть хорошо и крепко вставлена в емкость для краски. Важным является и широта горлышка, ведь от этого критерия будет зависеть качество инструмента, который должен получиться.

После этого понадобится в верхней части проделать пару дырок. Это лучше делать не при помощи шила, ведь отверстия будут неровными, и это создаст неудобства при пользовании. Поэтому для этой цели лучше будет применить шуруповерт. Первая дырка должна быть только вертикальной. В качестве упора можно воспользоваться крышкой от сосуда. После этого потребуется проделать отверстие горизонтально таким образом, чтобы оно пересекалось с предыдущим.

Теперь нужно погрузить в вертикальный канал край стержня. А во второй следует установить корпус ручки. Потом надо залить краску, а бутылочное горлышко закрутить при помощи крышки.

Если требуется провести работы побелочного характера, то чтобы использовать другие краски, кроме водно-дисперсионного типа, можно провести небольшую модернизацию инструмента.

Применение такого краскораспылителя на основе обычной шариковой ручки потребует некоторых навыков.

Кроме того, следует разобраться в тонкостях проведения лакокрасочных работ. Поэтому для начала не будет лишним потренироваться на каких-то ненужных листах бумаги.

Как снять статическое электричество с волос и одежды в быту

Сразу оговорюсь, что, если при касании к посудомоечной машине, стиральной машине, плите, умывальнику или ванной у вас происходит щекочущий электроудар, возможно дело не в статическом электричестве, а в отсутствии заземления указанных деталей вашего интерьера.

Можно взять мультиметр и измерить с его помощью напряжение между металлическими частями бьющегося током устройства и землей. Если бьет часто и неприятно, то вполне может оказаться вольт 110, которые естественно необходимо устранить самому или обратившись к электрику ЖЭСа. Неспроста нельзя ставить плиту рядом с раковиной на кухне. Это дело серьезное — лучше вызвать спецов, чем страдать от последствий.

Хотя с другой стороны, если Вы накопили на себе статический заряд, то вполне он мог разрядиться о металлические детали электроприборов или рукомойника. Но, если это происходит на постоянной основе — сделайте выводы и примите мере по противодействию негативным факторам.

Основные два способа борьбы со статическим электричеством на бытовом уровне — это увлажнение или разряжение о металлические предметы.

Синтетическая (нейлон, лавсан, капрон) одежда трется о наше тело, в результате и создается статическое электричество. Шелковая рубашка при стирке трется о металлический барабан стиральной машины. Что касается снятия заряда с одежды, то существуют следующие советы:

• использование спреев-антистатиков или лака для волос, главное не наносить лак туда, где он может испортить материал
• отказ от ношения синтетики (но это так себе совет…)
• средства для стирки с антистатическим эффектом
• добавление при стирке теннисных или специальных шариков, либо 1-2 ложки столовой соды
• использование металлических вешалок, булавок для контакта с одеждой
• если стреляет куртка зимняя, смочите руки и проведите по ней (смахните электроны так сказать, хотя это совсем не такой процесс)
• засунув вещь в холодильник, Вы опять же её увлажните, что благоприятно поможет убрать накопившиеся электроны

При наэлектризованности же волос, рекомендуется произвести следующие процедуры:

• использовать деревянные или металлические расчески, гребни для приведения прически в порядок
• антистатик для волос, увлажнитель, руку намочите и проведите
• чтобы обезопасить кожу, нанесите на нее крем, Вы создадите защитный слой, который не даст коже тереться об одежду создавая условие для высвобождения свободно накопленного заряда

Плюс поспрашивайте близких или друзей — у каждого найдется свой способ защиты от статического электричества.

Пистолет Стар 3001

Как пример можно взять краскопульт Стар 3001. Он предназначен для каскадного метода получения высокого напряжения.
Производитель выпускает и ручной, и автоматический такой аппарат. Оба вида краскораспылителя могут делать и безвоздушное распыление, и воздушную смесь.

Если для покраски применяется водорастворимая краска или на основе растворителя, то для них есть определенные модели.

Каждая модификация, учитывая ее назначение, может очень отличаться по материалам, которые используются, а также имеет свои неповторимости конструкции.

Из этого понятно, что ассортимент электростатических пистолетов огромен, поэтому, прежде чем его купить, необходимо точно знать, как он будет использоваться. Оборудование Стар 3001 хорошо подходит для работы с водоэмульсионными красящими веществами.

Это значит, что аппарат защищен от короткого замыкания, так как он сделан из особого материала. А вот, чтобы работать с растворителями, такое оборудование не подойдет и придется искать другое, которое будет подходить именно с такими веществами.

Если есть вопрос с «контуром Фарадея» в распыляющем оборудовании, то его можно решить с помощью выключения аппарата от электросети.

В таком случае средство будет наноситься и распыляться только под давлением. Кнопка для управления силой потока находится на корпусе аппарата, ею удобно пользоваться.

А уровень давления регулируется одним нажатием на клавишу. Кроме этого, у данного оборудования есть функция запоминания трех последних вариантов поля для определенных типов краски.

Важным пунктом любого используемого красочного материала является сопротивляемость.

Вместе со Стар 3001 в комплекте идет зонд. С помощью которого можно определить, как электрическая сопротивляемость у краски, таким образом можно узнать самый лучший вариант для поля.

Даже с таким количеством технических характеристики, данный пистолет использовать достаточно просто и легко следить за его рабочим состоянием.

Корпус легко открыть и все элементы можно увидеть воочию. Если какая-то деталь поломается, то ее легко поменять. Благодаря чему ремонт можно сделать проще и дешевле.

Необходимо сказать, что и весит этот аппарат очень мало, всего 900 гр. Благодаря этому, использовать его не трудно, он легкий, а имея также компактную рукоятку, очень удобно. В промышленных масштабах используют Лариус 2 Paint Systems.

В данном оборудовании используется двойная диафрагма, из-за чего лакокрасочный материал нагнетается при маленьком давлении.

Трибостатическое напыление

Технология порошковой окраски трибостатическим напылением.
Рис. 4 — Трибостатическое напыление — зарядка трением.

В отличие от электростатического напыления, в данной системе нет генератора высого напряжения для распылителя. Порошок заряжается в процессе трения.

Одним из лучших акцепторов в трибоэлектрическом ряду является политетрафторэтилен (тефлон), он обеспечивает хорошую зарядку большинства порошковых красок, имеет относительно высокую износоустойчивость и устойчив к налипанию частиц под действием ударов.

Рис. 5 — Отсутствует эффект клетки Фарадея

В распылителях с трибостатической зарядкой не создается ни сильного электрического поля, ни ионного тока, поэтому отсутствует эффект клетки Фарадея и обратной ионизации. Заряженные частицы могут проникать в глубокие скрытые проемы и равномерно прокрашивать изделия сложной конфигурации.

Распылители с использованием трибостатической зарядки конструктивно более надежны, чем пистолеты распылители с зарядкой в поле коронного разряда, поскольку они не имеют элементов, преобразующих высокое напряжение. За исключением провода заземления, эти распылители являются полностью механическими, чувствительными только к естественному износу.

Таблица. Характеристики основных типов конверсионных покрытий.