Proces technologiczny
Proces malowania proszkowego polega na pokryciu przygotowanej wcześniej powierzchni suchym, dobrze zmielonym proszkiem w skład, którego wchodzą cząstki pigmentu i żywicy. Są one elektrostatycznie ładowane i napylane na elektrycznie uziemione detale. Naładowany i napylony proszek przylega do powierzchni przedmiotu do czasu, gdy zostaje stopiony w jednorodną powłokę w piecu, w wyniku działania wysokiej temperatury.
Wykorzystana technologia nie wymaga stosowania rozcieńczalników, co czyni je ważnym argumentem w walce o obniżenie emisji szkodliwych dla ziemskiej warstwy ozonowej, lotnych substancji organicznych. W tym przypadku nie jest wymagane stosowanie skomplikowanych systemów filtracji i odzysku rozcieńczalników, a jedynie zastosowanie metod odzyskiwania proszku stosowanego do pokrywania powierzchni malowanych. W tym przypadku nie stosuje się preparatów, które po zakończonym procesie wymagają ich utylizacji jako toksycznych odpadów, co jest nierozerwalnie związane z technologią farb ciekłych. Powietrze stosowane do wentylacji natryskowej kabiny proszkowej jest bezpiecznie zawracane do pomieszczenia malarni. Czyni to malowanie proszkowe procesem bezpiecznym i czystym, pozwalając minimalizować zużycie energii i innych kosztów.
W pomieszczeniach jak i najbliższym otoczeniu zakładu nie odczuwa się żadnych zapachów gdyż farby proszkowe wykorzystywane są w postaci suchej i nie zawierają rozpuszczalników.
Proces malowania proszkowego nie emituje do otoczenia żadnych szkodliwych i uciążliwych dla środowiska substancji. Proszek zebrany na filtrach jest odzyskiwany i ponownie wykorzystywany w procesie malowania.
Praktycznie 100% farby proszkowej nie wykorzystanej w procesie malowania jest odzyskana i użyta ponownie. Nawet po odliczeniu strat powodowanych pozostałościami w systemach filtracji zatrzymujących proszek, wynoszeniem farby na zawieszkach malowanych podczas każdego przejścia przez kabinę natryskową oraz nieuniknionych odpadów, finalny poziom wykorzystania farby proszkowej może osiągnąć 98 %.
Zalety malowania proszkowego w porównaniu do malowania farbami ciężkimi:
– nie wymagają podsuszania,
– brak wymaganego czasu na ociekanie,
– możliwość gęstszego upakowania elementów w piecu,
– możliwość zastosowania automatyzacji procesu,
– brak występowania defektów w postaci zacieków (minimalna ilość koniecznych do wykonania poprawek)
W technologii malowania proszkowego stosuje się dwa podstawowe rodzaje materiałów: termoplastyczne i termoutwardzalne. Przy zastosowaniu materiałów termoplastycznych proszek ulega stopieniu i staje się płynny, kiedy dostarczymy odpowiednią ilość energii cieplnej.
Materiały termoutwardzalne również stapiają się przechodząc przez piec, ale zawarte w nich komponenty utwardzają się w procesie podgrzewania. W efekcie tego typu powłoki są odporne na temperaturę i w przeciwieństwie do powłok termoplastycznych nie miękną ponownie przy kontakcie z wysoką temperaturą.
Stosowna wcześniej technologia z punktu widzenia ekologii była uciążliwa z uwagi na zastosowane m. in. rozpuszczalniki. Zastosowanie proszku miało na celu uzyskanie bardzie przyjaznej dla środowiska metody pokrywania powierzchni metalowych. Pierwszym krokiem na tej drodze było opracowanie procesu mieszania składników na gorąco. Prekursorem w tej dziedzinie był Holender, dr. Peterg. de Lange, przy wykorzystaniu mieszalnika z łopatami w kształcie litery Z. Zastosowanie nowego procesu uczyniło materiały proszkowe znacznie bardziej jednorodnymi. W roku 1960 De Lange opracował również metodę napylania termoutwardzalnych farb proszkowych.
Używając sprężonego powietrza do fluidyzacji suchego, sproszkowanego materiału malarskiego był on w stanie napylić powłokę o dekoracyjnym wyglądzie. Był to niewątpliwie prawdziwy początek technologii rozwijającej się dynamicznie do dziś.
Przygotowanie powierzchni
Proces malowania proszkowego rozpoczyna się od właściwego przygotowania powierzchni do pokrycia proszkiem. Gwarancja prawidłowego wykonania procesu jest zapewnienie skutecznego usunięcia tłuszczu, pyłu, olejów, rdzy, czy innych zanieczyszczeń
Elementy stalowe przygotowywane są zwykle w szeregu komór natryskowych, gdzie stosuje się alkaliczne środki myjące, nakłada żelazowe lub cynkowe fosforanowe powłoki konwersyjne oraz kilkakrotnie płucze.
Systemy natryskowe zastosowane w malarni pozwalają na przygotowanie przed malowaniem szerokiej palety detali o dowolnej wielkości w wszechstronnej konfiguracji. Przeznaczony do malowania detal poddawany jest natryskowi roztworem soli fosforanowych i płukaniu wodą. Zastosowanie tego procesu natryskowego uzyskujemy obniżenie kosztów energii, mniejsze wykorzystanie powierzchni malarni oraz redukcję ilości powstających odpadów. Zastosowanie zamkniętego obiegu czynnika myjącego w szczelnej komorze natryskowej minimalizuje zużycie materiałów oraz ekonomikę technologii. Zużyte płyny utylizowane będą przez specjalistyczną firmę.
Pokrycie powierzchni proszkiem malarskim
Podstawowy zestaw do malowania proszkowego składa się z trzech zespołów:
– systemu zasilania sterującego transportem farby,
– urządzenia regulującego parametry procesu,
– elektrostatycznego urządzenia aplikacyjnego.
Kabina natryskowa pracująca w systemie zamkniętym umożliwia odzyskiwanie proszku co umożliwienia maksymalizację wykorzystania proszku, co znacząco podnosi efektywność procesu. System zasilania farbą proszkową składa się z zasobnika proszku transportującego przewodami pneumatycznymi mieszaninę proszek-powietrze. Urządzenie aplikacyjne, czyli pistolet natryskowy jest odpowiedzialny za prawidłowe naładowanie cząstek farby proszkowej, jak również kieruje jej przepływem.
Metoda i kondensacja ładowania proszku malarskiego decyduje o ilości i równomierności rozkładu farby osiadającej na przygotowanej uprzednio powierzchni. Kontrolę nad profilem strumienia farby i jego gęstością umożliwiają wymienne dysze, optymalizujące warunki pracy w zależności od kształtu malowanego przedmiotu.
Wykorzystywany w zakładzie pistolet natryskowy ręczny obsługiwany jest przez doświadczonego pracownika. W konstrukcji takiego urządzenia ruch naładowanych cząstek proszku jest dodatkowo wspierany przez pole elektrostatyczne. Wytworzona różnica potencjałów powstaje pomiędzy pistoletem a pokrywanym, uziemionym detalem.
Zastosowana w urządzeniach turbina wprowadza w ruch obrotowy zestaw dwu dysków oddzielonych od siebie szczeliną, poprzez którą podawany jest proszek. Wytworzony w taki sposób strumień proszku malarskiego ma kształt walca a energia kinetyczna nadawana cząstkom farby jest powodowana siłą odśrodkową. Ładowanie proszku wspomagane jest polem elektrostatycznym pomiędzy dyskami i pokrywanymi, uziemionymi elementami lub z zastosowaniem elektrod zewnętrznych.
Kabina do malowania proszkowego
Nie wykorzystany proszek, który nie osiadł na przygotowanym wcześniej detalu, gromadzony jest poprzez odpowiednio zaprojektowaną komorę, co pozwala prawie w całości odzyskać nie wykorzystaną część. Odpowiednio zaprojektowane otwory pod katem wielkości oraz precyzyjnie dobrane parametry wentylatorów zapewniają właściwy obieg powietrza. Wykorzystywana w zakładzie kabina umożliwia malowanie zarówno pojedynczych elementów lub ich grup, zawieszanych przez operatora ręcznie.
Utwardzanie powłok
W przypadku termoutwardzalnych farb proszkowych zastosowane w malarni, konieczna do utworzenia powłoki reakcja chemiczna wymaga dostarczenia w określonym czasie określonej ilości energii cieplnej. Podczas grzania, farba najpierw stapia się tworząc powłokę, następnie żeluje, co jest oznaką rozpoczętego procesu sieciowania. Osiągnięcie zakładanych własności mechanicznych powłoki jest najlepszym znakiem właściwego zakończenia utwardzania. Wykorzystywane są różne metody dostarczani, a energii cieplnej do utwardzania powłok proszkowych.
