Новітні технології порошкового фарбування значно потіснили рідкий метод фарбування металевих покриттів. Вироби, які пройшли таку фарбування, мають додаткові захисними і декоративними властивостями.
Характеристики порошкового фарбування дозволяють застосовувати її в різних галузях промисловості і сферах народного господарства, а вдосконалене обладнання зробило доступним використання порошкових фарб і в побуті.
Що таке порошкове фарбування
Метод розпилення порошкової фарби на поверхню виробу був розроблений в 50-х роках ХХ століття. У Росії він активно почав застосовуватися з 80-х років.
Суть фарбування полягає в наступному: в процесі напилення найдрібніші частинки сухої фарби заряджаються електрично (електризація при терті або від зовнішнього джерела). Офарблює виріб має протилежний заряд, і частинки фарби осідають на його поверхні.
Монолітне якісне покриття формується при подальшому нагріванні вироби в спеціальній камері полімеризації. Порошок плавиться, змочує поверхню виробу і утворює міцну плівку.
Переваги та недоліки порошкового фарбування
Порівняльна характеристика порошкової і рідкої фарбування
Розглядаючи два методу фарбування, перш за все, хочеться відзначити екологічність і економічність порошкового фарбування. Адже при фарбуванні не застосовуються токсичні, вогненебезпечні розчинники, а суха фарба витрачається дуже економно (частки, що не осіли на виробі, можуть використовуватися при наступному фарбуванні).
Основні переваги «порошкового» методу перед рідкої фарбуванням:
- Фізико-хімічні властивості покриття (стійкість до корозії і перепадів температур, ударостійкість) готових виробів, пофарбованих «порошковим» методом краще ідентичних показників при рідкої фарбування.
- Порошкове фарбування рівномірно «лягає» на будь-які рельєфні поверхні.
- Фарбування здійснюється без попередньої грунтовки вироби.
- Досить нанесення одного шару сухої речовини, тоді як для отримання бажаного результату при «рідкому» методі, іноді потрібно багатошарове фарбування.
- Перефарбування виробів з одного кольору в інший відбувається легше і швидше.
- Втрати рідких матеріалів (фарб) досягають 40%, сухих - до 4%.
- Цикл фарбування порошковою фарбою набагато менше (близько 1,5-2 години), ніж рідкою фарбою (потрібен час для висихання нанесеного шару барвистого матеріалу).
- Порошкові фарби не вимагають спеціальних умов для зберігання, на відміну від рідких вогненебезпечних матеріалів.
- Вироби, пофарбовані сухими фарбами можна транспортувати і без спеціальної упаковки, так як на поверхні утворюється міцна захисна полімерна плівка.
- Технологія порошкового фарбування високо автоматизована і не вимагає тривалого навчання персоналу.
- Фарбування відбувається без виділення хімічного запаху, що покращує санітарно-гігієнічні умови праці.
- Маючи незаперечні переваги, «суха» фарбування практично витіснила з металоіндустрії рідку фарбування.
Можливі недоліки застосування порошкового фарбування
Можна відзначити деякі недоліки порошкового фарбування:
- створення певного температурного режиму для плавлення порошку (150-220 градусів) не дозволяє фарбувати вироби з дерева та пластику;
- досить великі капіталовкладення (одноразові);
- обмежені можливості використання обладнання (в маленькій фарбувальній камері не вийде пофарбувати великі деталі, а піч великих розмірів буде неефективно використовуватися для обробки дрібних виробів);
- складно відрегулювати нанесення фарби тонким шаром;
- можуть виникнути складності при фарбуванні в умовах низького температурного режиму.
Технологічний процес порошкового фарбування і його складові
Етапи технологічного процесу
Процес фарбування виробів порошковим методом можна розбити на три основних етапи:
- Підготовка поверхні.
- Нанесення полімерних барвників.
- Закріплення фарбування, шляхом оплавлення і наступним охолодженням.
Розглянемо кожен з етапів більш детально.
Перша стадія полягає в очищенні поверхні від бруду, окислів, і її знежирення (видалення мастильного матеріалу). Якщо площа вироби не велика, то чистка проводиться вручну - ганчірочкою, змоченою в спеціальному миючому засобі або уайт-спірит. Для обробки великої кількості виробів існують камери, в яких поверхня очищається дрібної сталевим дробом або піском.
Вироби, які будуть експлуатуватися на вулиці, і піддаватися впливу навколишнього середовища проходять фосфотірованіе (сталеві і чавунні поверхні) або піддаються хроматирование (алюмінієві поверхні). Ці процедури сприяють кращому зміцненню порошкового фарбування на поверхні, і збільшують захисні властивості металу.
На другій стадії фарба напилюється на поверхню виробу в спеціальній камері або за допомогою ручного пульверизації пістолета.
При фарбуванні у фарбувальній камері «кольоровий порошок» засипають в бункер, і за допомогою компресора починають подачу стисненого повітря - відбувається електризація часток фарби. Насос подає повітряно-порошкову фарбу в напилювачі.
При використанні ручного пістолета кольорова пудра отримує електростатичний заряд, і потрапляє у вигляді аерозолю на металеву поверхню.
Офарблює виріб повинен бути заземлений, що дозволить заряджених частинок фарби міцно утримуватися на поверхні.
Чи не осіла фарба вловлюється системою фільтрів, встановленої в фарбувальних камерах, і може повторно використовуватися.
Третя стадія - оплавлення і формування поверхні (полімеризація). Для плавлення частинок фарби і закріплення їх на поверхні, виріб піддається впливу високих температур (до 250 градусів) в термопечі. Температурний режим і час полімеризації залежать від виду порошкової фарби.
Необхідне обладнання та вимоги до приміщення
Для виконання всіх етапів технологічного процесу необхідне спеціальне обладнання для порошкового фарбування.
Фарбувальна камера - обмежує поширення що не осіли частинок фарби і перешкоджає проникненню пилу з виробничого цеху. Найчастіше, камери оснащені системою фільтрації (рукоператор), яка очищає повітря і вловлює до 98% невитраченою фарби. Крім того камери можуть містити ежектор зворотної подачі, контролер і витяжний вентилятор.
Краскопульт (розпилювач) може спочатку входити в фарбувальну камеру або купується окремо. З його допомогою заряджаються частки фарби, і розпорошуються на поверхню у вигляді аерозолю.
До напилювачі відносяться і ручні пістолети, які використовуються як у виробництві, так і в побуті.
Якщо в камері напилення не передбачена подача стисненого повітря, то потрібно компресор, для подачі повітря під тиском.
Сушильна камера - піч, в якій відбувається оплавлення, полімеризація фарби. Духові шафи промислового призначення буваю газові та електричні. Більшість печей оснащені пультом управління, що дозволяє встановлювати різні температурні режими і час автоматичного відключення.
Для полегшення «фарбувального» процесу додатково можна використовувати транспортні системи переміщення виробів, промисловий пилосос (для чищення фільтрів і при переході з одного кольору на інший).
Великі виробничі підприємства використовують автоматизовані лінії порошкового фарбування готових виробів.
Облаштувати невеликий фарбувальний цех можна на території 100-150 кв. метрів. Цього буде достатньо для розташування камери напилення, печі для полімеризації, двох складів (для виробів під фарбування і готової продукції) і ділянки для попередньої обробки поверхні.
Фарбувальна камера повинна знаходитися на відстані не менше 5 метрів від можливих джерел загоряння.
Види порошкових фарб
Залежно від того, де буде використовуватися офарблює виріб, застосовують різні види фарб. В цілому, сухі фарби можна розділити на дві групи.
- Термопластичні (покриття формується тільки за рахунок сплаву частинок фарби, без хімічних перетворень). Такі фарби частіше використовуються для фарбування виробів, експлуатованих усередині приміщень. Вони виконують декоративні, захисні та аброзівостойкіе функції.
- Термореактивні (плівка формується в результаті плавлення і подальшої хімічної реакції). Порошкове фарбування металу, з використання цих фарб, надає поверхні матеріалів механічну міцність і стійкість до розчинників. Широко використовується в машинобудуванні.
Порошкове фарбування своїми руками
Організація технологічного процесу
Вартість фарбування металевих виробів досить висока, тому організація порошкового фарбування своїми руками допоможе заощадити фінансові кошти, а якість виконання залишиться на гідному рівні.
Процес порошкового фарбування в домашніх умовах ідентичний розглянутим етапах в майстерні, відмінність може полягати лише в використовуваному обладнанні.
Для початку, необхідно обладнати камеру для порошкового фарбування. Важливо визначитися з габаритами офарблюваних матеріалів. Для одноразових фарбувань дрібних предметів підійде «гаражний» варіант, а для виконання фарбування предметів великого розміру (корпус автомобіля) треба облаштовувати повнофункціональну камеру.
Камера для напилення повинна мати замкнутий простір з вентиляцією, системою нагрівання повітря і якісної мережею електроживлення.
Приміщення для напилення фарби не повинно містити пил, тому треба провести ретельне прибирання, обладнавши камеру в гаражі і запастися потужним пилососом з насадкою типу «циклон».
Для рівномірного напилювання треба придбати якісний пістолет для порошкового фарбування, який зможе забезпечити належне тиск (близько 5-ти атмосфер).
Виготовити пульверизаційному пістолет можна самостійно з побутового фена.
Піч для полімеризації можна купити готову - асортимент їх на ринку дуже великий. Якщо є бажання заощадити, і час поекспериментувати - приступайте до виготовлення духової шафи.
Важливо забезпечити рівномірний прогрів вироби на температурі, що не більше 300 градусів.
Після підготовки місця і установки устаткування можна починати фарбування.
Основні заходи безпеки
При фарбуванні виробів необхідно дотримуватися основних правил, що забезпечують безпеку роботи:
- вентиляція в напилітельной камері повинна працювати;
- фарбування бажано здійснювати в гумових (або бавовняних) рукавичках і у взутті на гумовій підошві;
- очі необхідно захистити окулярами;
- при роботі з фарбопультом важливо перевірити заземлення в приміщенні;
- для захисту дихальних шляхів треба використовувати респіратор.
Область застосування порошкового фарбування
Порошкове фарбування забезпечує рівномірне, надійне покриття без патьоків і дає можливість найширшого вибору квітів, рівня блиску і фактури.
Міцні позиції зайняла «суха» фарбування у виробництві побутових приладів (кухонних плит, пральних і мийних машин, водонагрівачів, холодильників, кондиціонерів і т.д.).
Нова технологія застосовується при фарбуванні кузовів і інших елементів автомобілів (бамперів, дисків для коліс, дзеркал).
Виробники велосипедів і комплектуючих до них, практично повністю перейшли на порошкове фарбування своєї продукції.
У будівельній галузі фарбування «кольоровим» порошком використовується для покриття сталевих дверей, воріт, віконних рам і інших металоконструкціях.
Порошковий метод відмінно зарекомендував себе в фарбуванні різних деталей промислового, складського, торгового обладнання, а також в нафтових свердловинах і трубопроводах, де пофарбована поверхня піддається впливу високого тиску і перепадів температур.