Elektrostaatiline värvimine - disain ja tööpõhimõte

Elektrostaatilise värvipihusti patenteeris esmakordselt aastatel 1941–1944 Ameerika teadlane ja uurija Harald Ransburg. Enne oma leiutise patenteerimist ja pärast selle esimeste versioonide patenteerimist katsetas Ransburg laboris ulatuslikult, täiustades enda leiutatud elektrostaatilist värvi pealekandmismeetodit.

Nii sai leiutaja 1951. aastal patendi US 2697411 elektrostaatilise pihustamise teel värvi pealekandmise seadmele, millest sai kaasaegsete tööriistade prototüüp. Harald asutas samadel aastatel firma Ransburg, mis siiani tegeleb elektrostaatiliste värvimisseadmete tootmise ja täiustamisega.

Põhimõtteliselt on meetod järgmine. Värvi ja laki vedel materjal pihustatakse nagu tavaliselt pihustiga, kuid ühe lisatingimusega. Pihustuspüstoli läbimisel laetakse värv kokkupuutel spetsiaalse elektroodiga pihustuspüstoli otsiku lähedal kõrgele negatiivsele pingele, mille tase ulatub 100 000 voltini.

Pärast düüsist väljumist tormavad negatiivselt laetud värviosakesed välja jõujoonte suunas elektrostaatiline väli maandatud värvitoote külge. See tähendab, et pihustuspüstoli ja värvitava toote vahele rakendatakse kõrgepinge.

Värvi pihustamine toimub suruõhu abil, s.o. pneumaatiline meetod või õhuvaba pihustamine, kus survevärv surutakse läbi düüsiava. Need on kaks traditsioonilist pihustusmustrit elektrostaatilise värvi pealekandmiseks. On ka kombineeritud süsteeme.

Lisaks tõrjuvad düüsist välja lendavad võrdse laenguga värviosakesed üksteist elektrostaatika seaduse kohaselt, moodustades loomulikult värvipõleti. Osakeste tõrvik suunatakse elektrostaatilise külgetõmbejõu toimel maandatud osale ja osakesed, liikudes mööda elektrostaatilise välja intensiivsuse joont, katavad osa ühtlaselt. Sellisena puudub tindiudu efekt ning toote värvi- ja lakimaterjali ülekandetegur ulatub 98% -ni.

See pealekandmisviis võimaldab oluliselt säästa värvi- ja lakimaterjali ning üldiselt kiirendab oluliselt värvimisprotsessi. Tavapärasel viisil suurte esemete, näiteks torude värvimisel tuleb neid värvimise käigus mitu korda pöörata, et värv lamaks ühtlaselt ja igast küljest.

Kuid elektrostaatilise pealekandmise korral on see juba üleliigne, kuna laetud värviosakesed liiguvad ise mööda elektrivälja jooni, painduvad igast küljest ümber toote ja piisab ühest pihustuspüstoliga läbimisest, et saada vajalik kvaliteetne. tulemus.

Elektrostaatilised püstolid on erinevad, kuid neil on ka midagi ühist traditsiooniliste pihustuspüstolitega. Esiteks on värvi juhtivate kanalite põhimõte sama. Erinevus seisneb värvi- ja lakimaterjali laadimise elektroodi olemasolus mõnel ja teistel puudumisel, samuti kõrgepinges, mis tagab süsteemile vajaliku tööpinge.

Elektrostaatilise pihustuspüstoli korpus ei ole erinevalt tavalisest valmistatud terasest ega alumiiniumist, vaid komposiitplastist, mis sisaldab nii juhtivaid kui ka isoleerivaid osi, et töötaja oleks maksimaalselt kaitstud juhusliku elektrilöögi eest.

Elektrostaatilise püstoli kõrgepingesüsteem võib olla klassikalise või kaskaadikujundusega. Klassikaline skeem hõlmab kõrgepinge tarnimist kaabli kaudu allikast (kõrgepingetrafo) püstolisse, mis muudab tööriista kergeks ja hõlpsasti kasutatavaks, kuna korpuses pole elektroonikat.

Kohustuslik lühisekaitse. Selline pihusti on odavam ja seda on lihtsam parandada. Klassikalise skeemi puuduseks on elektroodi ebastabiilne pinge, nebulisaatori lüliti puudumine.

Kaskaadiahel eeldab tööriista sisseehitatud pingemuunduri olemasolu (otse pihustis). Püstoli toiteallikaks on 12-voldine alalisvool madalpingekaabli kaudu ja tööriista sees olev pinge on nüüd tõstetud tööks vastuvõetavale tasemele.

Kaskaadiahela eelised on vaieldamatud: stabiilne pinge, laadimise ühtlus, võimalus reguleerida tööriista pinget, käepärast lüliti olemasolu. Puuduseks on suurem kaal ja kõrgem hind.

Elektrostaatilised värvisüsteemid jagunevad automaatseteks ja manuaalseteks. Nii need kui ka teised võivad, nagu eespool märgitud, olla õhuvabad, kombineeritud või pneumaatilised. Lisaks on automaatsed ka kettaga kiired ja manuaalsed tassid madala kiirusega. Sellest räägime hiljem.

Tavalisel juhul toimub pihustamine nagu traditsiooniliste pihustuspüstolitega – algstaadiumis töötavad õhuvabad, kombineeritud ja pneumaatilised elektrostaatilised pihustid, kuid need tagavad elektrostaatiliste jõudude toimel värvisäästlikkuse ja kõrge ülekandeteguri – kuni 90%. .

Pihustite ja ketaste puhul toimub aga kõik veidi teisiti: siin toimub pihustamine tsentrifugaaljõudude mõjul, kui ketas või tass pihustil pöörleb. Pöörlemine toimub suruõhu toimel tassil või kettale ja rakendatakse elektrostaatilise toimega. Sellega saavutatakse kuni 98% värvi- ja lakimaterjali ülekandumine.

Käeshoitavate madala kiirusega tasspihustite tassi pöörlemiskiirus on vaid 600 pööret minutis ja kuigi need annavad 98% värviülekandest, ei kasutata neid suurtes tööstusettevõtetes kuigi laialdaselt, kuna nende toodang on väike, maksimaalselt 200 milliliitrit värvi kohta. minut .

Väikestes tööstusharudes, eriti metallvõrede värvimisel, on aga käeshoitavad elektrostaatilised pihustid oma säästlikkuse ja tõhususe tõttu teenitult populaarsed.

Automaatsed kettaga kiired värvipihustid, mille suruõhk puhub põleti perifeeria ümber selle kitsendamiseks, on ketta pöörlemiskiirusega kuni 60 000 p/min ja neil on oluliselt suurem tootlikkus ja kõrge ülekandeefektiivsus (kuni 90%). Selliseid elektrostaatilisi pihusid kasutatakse laialdaselt tööstuses, näiteks auto keredetailide, kodumasinate, metallkonstruktsioonide, näiteks mööbli jms värvimisel.

Sellel on elektrostaatiline värvimismeetod ja oma iseloomulikud toonid. Esiteks on see kõrgepingetöö. Muidugi on kuni 98% materjali ülekandmise eelis äärmiselt oluline, kuid siin on ka traditsioonilised piirangud.

Värvi- ja lakimaterjalil peab olema teatud minimaalne takistus, et see saaks pärast kõrgepingeelektroodi lähedalt läbimist piisavalt laetud, vastasel juhul langeb värvikvaliteet, näiteks ei vähene metallitolmu olemasolu emaili koostises. on kõige - hea mõju värvikvaliteedile.

Veega lahjendatud materjalid on lühise tõttu ohtlikud. Samal ajal ei seisa kaasaegsed seadmed paigal, vaid täiustuvad ja need piirangud ei ole enam ületamatud takistused värvimisel.

Eraldi tuleks öelda värvipindade omaduste kohta. Mittejuhtivaid materjale, nagu puit, plast või kumm, ei saa lihtsalt värvida, vaja on täiendavat eeltööd.Kõigepealt kantakse elektrit juhtiv krunt või materjal niisutatakse, seejärel kantakse värv elektrostaatiliselt.

Väga oluline on ka värvitava eseme kuju.Kuna laetud ja mööda väljajoont liikuvad värviosakesed tormavad toote poole peamiselt selle kõige laetud alade suunas, siis ei saa tühimikke ega taskuid üle värvida, sest elektriväli neis peaaegu puudub. Faraday puuriefekt toimib. Vastupidi, teravad projektsioonid on kõige paremini värvitud, kuna nende läheduses on elektrivälja tugevus suurim.

Siiski on väljapääs. Taskud ja süvendid saab värvida, selleks lülitavad nad lihtsalt kõrgepinge välja ja värvivad nagu tavaline pneumaatiline või õhuvaba pihustuspüstol. Kõiki neid nüansse on oluline arvesse võtta.

Elektrostaatilise värvimise paigaldised koosnevad järgmistest osadest: pihustuspüstol, kõrgepingeallikas, erineva otstarbega voolikud (õhu ja värvi jaoks), toitekaabel, maanduskaabel, pump, paak.

Enne töö alustamist peab paigaldus olema usaldusväärselt maandatud. Kõrgepinge allikana saab kasutada nii elektrivõrku kui ka muud energiaallikat, eelkõige mobiilset pneumaatilist konstantse pinge generaatorit käitise autonoomseks tööks tavavõrgu puudumisel.

Väärib märkimist, et elektrostaatilise värvimise tehnoloogia on aastakümnete jooksul pidevalt paranenud pärast seda, kui Ransburg leiutas oma esimese elektrostaatilise pihustuspüstoli. Praegugi asendab elektrostaatiline värvimine väärikalt kõige ökonoomsemat värvide ja lakkide pealekandmise tehnoloogiat, millega saavutatakse maksimaalne värvi ülekandumine tootele.

Siin on jäätmete kogus viidud miinimumini, nii et nii väiketootmises kui ka suurtes tööstusettevõtetes, tehastes on elektrostaatiline värvimine tänapäeval väga populaarne.