Методи нанесення ЛФМ

Метод повітряного (пневматичного) розпилення

Повітряне розпилення ЛФМ (Air Spray, AS) здійснюється в результаті дії потоку стисненого повітря, що надходить з кільцевого зазору повітряної голівки, на струмінь розпорошується матеріалу, що випливає з отвору, співвісно розміщеного всередині головки матеріального сопла. При розпилюванні стиснене повітря випливає з кільцевого зазору головки з великою швидкістю (до 450 м / с), в той час як швидкість витікання струменя ЛФМ мізерно мала. При високій відносній швидкості виникає тертя між струменями повітря і розпорошується матеріалу, внаслідок чого струмінь матеріалу, як би закріплена з одного боку, витягується в тонкі окремі струмені, що розпадаються в результаті виникають коливань на безліч полідисперсних крапель (барвистий аерозоль ЛКМ). У процесі розпилення утворюється рухома маса полідисперсних крапель діаметром 6-100 мкм (т.зв. факел). Досягаючи фарбується, факел настилається на неї і поширюється по ній на всі боки. Основна маса полідисперсних крапель, маючи достатню швидкість, осідає на поверхні. Частина їх (найбільш дрібна фаза), втративши швидкість, не досягає поверхні і несеться йдуть потоком повітря, утворюючи барвистий туман (втрати ЛФМ на туманообразование). Для повітряного розпилення ЛФМ використовується тиск стисненого повітря 0,2-0,6 МПа (2-6 атм) при в'язкості ЛФМ 14-60 з по віскозиметрі В3-264-4. Дисперсність аерозолю ЛФМ залежить від тиску стисненого повітря на розпорошення, відносини витрати повітря до витрати ЛФМ, фізичних властивостей ЛФМ. Оптимальна дисперсність аерозолю ЛФМ 30-60 мкм. Метод повітряного розпилення набув широкого поширення при фарбуванні промислових виробів практично у всіх галузях промисловості.

До переваг методу відносяться:
універсальність методу, тобто можливість його застосування з різною продуктивністю практично в будь-яких виробничих умовах, як при фарбуванні вручну окремих виробів і дрібних роботах, так і при нанесенні ЛФМ на повністю автоматизованих потокових лініях; простота пристрою і обслуговування фарбувального обладнання при високого ступеня надійності його роботи; його порівняно низька вартість; можливість нанесення майже всіх ЛФМ, з різними наповнювачами, в мінімальному обсязі; можливість фарбування промислових виробів різних габаритів і конфігурацій будь-якої групи складності; отримання покриття будь-якого класу за зовнішнім виглядом (ГОСТ 9.032-74), включаючи покриття 1-го класу.

Недоліком методу є велика кількість забрудненого барвистим аерозолем повітря, який утворюється при розпилюванні ЛФМ і повинен бути очищений і видалений через водяні або сухі фільтри в фарбувальних камерах. Підвищений туманообразование веде до додаткових втрат ЛФМ. Для повітряного розпилення характерний також велика витрата розріджувачів (розчинників), використовуваних для розведення ЛФМ до робочої консистенції.

Метод безповітряного розпилення

При нанесенні ЛФМ методом безповітряного розпилення (AirLess, AL) освіту барвистого аерозолю ЛФМ відбувається без участі стисненого повітря. Термін «безповітряний розпорошення» - умовний. Під ним мається на увазі дроблення ЛФМ за рахунок високого гідравлічного тиску, що чиниться на ЛФМ і витіснення останнього з більшою швидкістю через еліптичне отвір спеціального сопла. При цьому потенційна енергія ЛФМ при виході його в атмосферу переходить в кінетичну, виникають завихрення, що призводять до пульсації струменя, розвитку коливань і деформації поверхні струменя. Деформація посилюється завдяки гідродинамічного впливу навколишнього повітря і призводить до утворення хмари аерозолів, розмір крапель якого коливається в широкому діапазоні. Володіючи кінетичної енергією краплі ЛФМ рухаються до поверхні, що фарбується, долаючи опір повітря, краплі гальмуються і м'яко настеляються на поверхню. Частина найбільш дрібних крапель, втрачаючи швидкість не долітають до поверхні, що фарбується, випадають з фарбувального факела і осідають на підлозі і навколишні предмети. Розмір крапель розпиленого матеріалу залежить від тиску на матеріал, геометричних розмірів і форми отвору, витрати матеріалу і його фізичних властивостей.

У порівнянні з пневматичним розпиленням метод безповітряного розпилення дозволяє: різко знизити втрати ЛФМ на туманообразование; зменшити витрату розчинників в зв'язку з можливістю розпилення більш в'язких ЛФМ; знизити потужність вентиляції, так як необхідно видаляти в основному тільки пари розчинників; збільшити продуктивність праці (особливо при фарбуванні великих площ); зменшити в ряді випадків трудомісткість фарбувальних робіт, завдяки можливості нанесення потовщених покриттів; значно знизити загазованість приміщень і поліпшити санітарно-гігієнічні умови роботи в цеху, особливо при недостатній витяжці. На відміну від факела, що утворюється при роботі пневматичного фарборозпилювача, при безповітряному розпиленні факел розпорошеного ЛФМ різко окреслений і майже не утворює барвистого туману.

До недоліків методу безповітряного розпилення відносяться: порівняно більший витрата ЛФМ через сопло і, як наслідок, неефективність застосування безповітряного розпилення для забарвлення окремих дрібних виробів; неможливість зміни витрати ЛФМ і ширини факела в процесі роботи і, як наслідок, обмеженість застосування методу безповітряного розпилення при фарбуванні виробів складної конфігурації; нижчий в порівнянні з пневматичним розпиленням якість одержуваного покриття (в основному III-IV класу по гост 9.032-74); обмежене застосування методу для нанесення матеріалів з великими частками пігменту і наповнювача, легко випадають в осад; неефективність застосування методу при необхідності частої зміни виду або кольору ЛФМ або розпилення малих кількостей ЛФМ. Області застосування методу безповітряного розпилення - грунтування та фарбування виробів середнього і великого розміру плоскої або обтічної форми для отримання покриття III-IV-го класу.

Метод комбінованого розпилення

Метод комбінованого розпилення, (Air Assisted, AA) є комбінацією двох методів розпилення: безповітряного і повітряного. Суть методу полягає в тому, що ЛФМ витісняється з відносно великою швидкістю за рахунок порівняно високого гідравлічного тиску 3,0-5,0 МПа (30-50 атм) з еліптичного отвору сопла, подібного безповітряному. При такому тиску на виході з сопла утворюється різко окреслений факел попереднього роздробленого матеріалу. Для подальшого розпилення і формування факела в факел із спеціальних каналів розпилювальної головки, встановленої співвісно розпорошувати сопла, подається регульоване кількість стисненого повітря під тиском 0,1-0,2 МПа (1,0-2,0 атм). Під впливом струменя повітря великі краплі ЛФМ додатково дробляться і рівномірно розподіляються по ширині факела, ліквідуючи при цьому різного роду "кромочні" дефекти, які можуть виникати при безповітряному розпиленні. Подається в факел попередньо роздробленого ЛФМ стиснене повітря низького тиску і в невеликих обсягах не призводить до утворення барвистого туману, а навпаки, сприяє більш повному осадженню дрібних частинок ЛФМ за рахунок гальмування в повітряної сфері і втрати швидкості. В останні роки метод комбінованого розпилення отримує все більш широке поширення в авіабудуванні, деревообробці, меблевої промисловості та ін.

До його переваг в порівнянні з пневматичним розпиленням відноситься: різке зниження втрат ЛФМ на туманообразование і, як наслідок, поліпшення санітарно-гігієнічних умов роботи; можливість роботи при менш потужною вентиляції, так як видаляти необхідно в основному тільки пари розчинників з невеликою кількістю повітря. У порівнянні з методом безповітряного розпилення при комбінованому розпиленні підвищується якість одержуваного покриття - не нижче III-класу по ГОСТ 9.032-74. Крім того, оскільки комбіноване розпилювання без зниження якості допускає змінювати тиск на ЛФМ в великих межах, варіюючи при цьому зміна подачі стисненого повітря в факел, можна збільшувати або зменшувати витрата ЛФМ навіть при одному і тому ж соплі. При цьому, змінюючи кількість поданого на розпорошення повітря, можна змінювати в певних межах форму факела.

До недоліків методу комбінованого розпилення можна віднести: обмеженість застосування методу для нанесення ЛФМ з грубим, легко випадають в осад пігментом і наповнювачем; обмеженість застосування методу для забарвлення при частій зміні виду або кольору наноситься ЛФМ, для забарвлення з мінімальною продуктивністю або мінімальними розмірами факела розпорошеного ЛФМ; при нанесенні малого обсягу ЛФМ; труднощі застосування методу для забарвлення виробів особливо складної конфігурації.

технологія HVLP

Технологія HVLP - це безхмарне розпилення фарби, що досягається шляхом регулювання тиску повітря на різних стадіях проходження фарби. Зміною балансу між високим і низьким тиском можна добитися дуже точного розпилювання (через зменшення швидкості розпилюються частинок фарби). Крім того, ця конструкція дає можливість змінювати розмір факела від 10 до 300 мм, що дозволяє формувати рівномірний шар з великою точністю.

Найбільш яскравими представниками нового сімейства розпилювальних пістолетів є моделі Delta HVLP і HVLP Turbo Gun. Завдяки новому повітряному ковпачку була отримана технологія Trans-Tech, яка допомогла досягти: високої якості напилення; отримання бажаного кольору, в точній відповідності з тоном обраного лакофарбового матеріалу; економії матеріалу; дуже незначного витрати повітря (всього 280 л / хв) при вхідному тиску 2 бар; настройки розміру факела для будь-яких матеріалів.

Нанесення в електричному (електростатичному) поле високої напруги

Основою методу розпилення в електростатичному полі (Electrostatic Spray, ES) є здатність частинок матеріалу набувати заряду в електричному (електростатичному) поле. Електростатичні сили використовуються, в основному, для переміщення і осадження заряджених частинок матеріалу на поверхні, що фарбується. Електричне поле високої напруги (60-140 кВ) створюється між заземленим виробом і пристроїв, що розпилюють, яке є одночасно і коронирующим електродом з високим негативним потенціалом. ЛФМ подається в розпилюючи пристрій (распилітельную головку) і розпорошується там під дією енергії стисненого повітря, відцентрових сил або високого тиску на ЛФМ. Розпорошені частки, отримані за допомогою зарядного пристрою, переміщаються в напрямку силових ліній електричного поля від розпилювальної головки до заземленого виробу. Потрапивши на поверхню виробу, частки матеріалу віддають йому свій заряд, і утворюють рівномірне покриття на його поверхні. Нанесення покриттів в електричному полі високої напруги - один з найбільш економічних методів забарвлення (коефіцієнт використання матеріалу 0,90-0,95). При цьому значно (або майже повністю) зменшується туманообразование; для очищення повітря досить видалити пари розчинника, що виділяється з ЛФМ, що можливо при невеликих швидкостях руху повітря, в камерах не потрібно монтаж фільтрів, спрощується система вентиляції. Застосування стаціонарних електроокрасочних установок дозволяє повністю автоматизувати процес фарбування. При цьому підвищується культура виробництва, і поліпшуються санітарно-гігієнічні умови праці. Найбільш ефективним є застосування методу електрозабарвлення при нанесенні ЛФМ на поверхню однотипних виробів серійного і масового виробництва, а також виробів ґратчастих, круглої або овальної форми, без гострих кромок, виступів і западин.