Электростатическая покраска – технология и особенности нанесения

Электростатическая покраска

Что такое электростатическая покраска?

Электростатическая покраска — это нанесение на поверхность краски с использованием сил взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами (кулоновская сила).

Для любознательных, что такое закон Кулона :

Закон Кулона — физический закон, описывающий силу взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами в зависимости от расстояния между ними.

Наверное, всё равно непонятно, потому что физика была давно и в школе, дальше будет проще .

Принцип работы оборудования для нанесении ЛКМ в электростатическом поле

Оборудование для нанесении ЛКМ в электростатическом поле работает с использованием закона взаимодействия заряженных частиц.

Из каких элементов состоит электростатическое оборудование?

Электростатическое оборудование состоит из насоса и специального пистолета, подключённого к источнику электрического питания.

Для придания каплям ЛКМ электрического заряда в краскораспылитель вмонтирован генератор высокого напряжения, обеспечивающий заряд (отрицательный) капелек ЛКМ, вылетающих из сопла.

Смотрите видео электростатической покраски мебели из дерева

Окрашиваемое изделие размещается на металлическом столе, к которому присоединён заземляющий кабель. Для того, чтобы попадающие на окрашиваемый объект заряды могли стекать через заземление, древесина или же нанесённый ЛКМ должны иметь определенную электрическую проводимость. Для проводимости древесины её влажность должна быть не менее 14%.

Рекомендуемое удельное электрическое сопротивление лакокрасочных материалов

Рекомендуемое удельное электрическое сопротивление ЛКМ лежит в пределах 5х10 ^4 – 5х10^6 Ом. * м. Оптимальная величина его зависит от конкретных условий применения.

Существуют специальные добавки, снижающие сопротивление ЛКМ при необходимости. Выпускаются специальные измерители удельного сопротивления ЛКМ.

Из-за того, что одинаково заряженные частицы отталкиваются друг от друга, в капельках возникает внутреннее расталкивание, имеющее следствием их дальнейшее разделение. Это измельчение не зависит от давления в системе, поэтому материал может быть хорошо распылён и при низком давлении. Однако, это накладывает ограничения на применение метода для нанесения материалов с высокой вязкостью.

Заряженные частицы ЛКМ летят, направляемые электрическими силами, к заземлённому изделию, в том числе на тыльную его сторону. Это позволяет окружить изделие потоком материала и окрасить даже тыльную часть, тем самым ещё больше сокращая потери ЛКМ.

В случае стульев, например, на тыльную часть, попадает обычно до 30% материала, нанесённого на лицевую часть. Таким образом происходит направленный перенос ЛКМ от пистолета до поверхности детали, значительно сокращающий потери материала в случае решётчатых изделий, и повышающий тем самым производительность.

Пример системы распыления в электростатическом поле

Для примера, обычная система распыления в электростатическом поле включает в себя насос подачи ЛКМ, краскораспылитель с двумя шлангами и блок питания.

Блок питания преобразует переменный ток 220 В в постоянный ток низкого напряжения (12 В), при этом предусмотрена регулировка выходного напряжения и система защиты, блокирующая высокое напряжение при приближении краскопульта к заземлённым поверхностям.

Рис. 2. Электростатическая система нанесения краски от фирмы Kremlin

Маневренный, легкий кабель обеспечивает подачу низкого напряжения 12 В на миниатюрный высоковольтный генератор, встроенный в пистолет. Этот генератор создаст высокое напряжение на заострённом электроде, расположенном в области распылительной головки пистолета.

Регулировка на блоке управления дает возможность изменять высокое напряжение на электроде пистолета в пределах 20 000 – 85 000 В.

Преимущества и недостатки электростатического метода нанесения лакокрасочных материалов

Достоинства электростатического метода нанесения краски и лака

К достоинствам электростатического метода нанесения ЛКМ относят:

Недостатки электростатического метода нанесения краски и лака

К недостаткам электростатического метода нанесения ЛКМ относят:

Преимущества современных систем электростатической окраски

Современные системы для окраски распылением в электростатическом поле и современные специализированные ЛКМ позволяют пользоваться вышеописанными преимуществами и снизить влияние на результат недостатков метода.

Так, для придания начальной проводимости древесине с низкой влажностью рекомендуется наносить первым слоем водную морилку окунанием. Через 1.5-3 часа после этой операции хорошо окрашиваются в электростатическом поле и фронтальная и тыльная сторона поверхности стульев.

Рис. 3. К электростатической покраске готов

Важная роль временного фактора при электростатической окраске

Следует отметить, что временной фактор играет большую роль в обеспечении начальной проводимости окрашиваемых изделий при нанесении всех слоев покрытия. Длительные промежутки между отдельными окрасочными операциями снижают начальную проводимость.

Можно ли наносить водные материалы электростатическим методом

Нанесение водоразбавимых материалов ручными распылительными пистолетами не применяется из-за того, что оператора в этом случае трудно изолировать от земли и наносимый материал притягивается к его телу.

Отзывы посетителей сайта :

Интересная технология покраски, но в жизни с ней ни разу не сталкивались. Посмотрев видео и прочитав статью об электростатической покраске, можно сделать вывод, что этот способ окраски всё-таки наиболее оптимален для покраски стульев, оконных рам, то есть изделий при покраске которых с помощью обычного пневматического распыления происходят большие потери краски и лака на туманообразование, то есть, говоря по-простому, краска и лак улетают в воздух.

Электростатическая окраска – устройство и принцип действия

Электростатический распылитель краски впервые был запатентован в период с 1941 по 1944 год американским ученым и исследователем Гаральдом Рансбургом. Прежде чем запатентовать свое изобретение, и уже после патентования первых его версий, Рансбург много экспериментировал в лаборатории, доводя до совершенства придуманный им метод электростатического нанесения краски.

И вот, в 1951 году изобретателем был получен патент US 2697411 на устройство для нанесения краски путем электростатического напыления, которое и стало прототипом современных инструментов. В те же годы Гаральдом была создана фирма Ransburg, которая и по сей день занимается производством и совершенствованием оборудования для электростатической окраски.

Принципиально метод состоит в следующем. Жидкий лакокрасочный материал распыляется, как обычно, краскопультом, но с одним дополнительным условием. При прохождении через краскопульт, краска заряжается, соприкасаясь со специальным электродом возле сопла краскопульта, до высокого отрицательного напряжения, уровень которого достигает 100000 вольт.

Читайте также:
Декоративная краска для стен с эффектом бархата: свойства и порядок применения

После выхода из сопла, отрицательно заряженные частички краски устремляются по направлению силовых линий электростатического поля к заземленному изделию, которое необходимо покрасить. То есть высокое напряжение оказывается приложено между краскопультом и окрашиваемым изделием.

Распыление краски осуществляется благодаря сжатому воздуху, то есть пневматическим методом, либо безвоздушным распылением, когда краска под давлением устремляется через щель сопла. Это две традиционные разновидности распыления при электростатическом нанесении краски. Бывают еще комбинированные системы.

Далее одноименно заряженные частички краски, вылетев из сопла, взаимно отталкиваются в соответствии с законом электростатики, формируя естественным образом окрасочный факел. Факел частиц устремляется силами электростатического притяжения в сторону заземленной детали, и частицы, двигаясь вдоль линий напряженности электростатического поля равномерно покрывают деталь. Как таковой эффект тумана краски отсутствует, а коэффициент переноса лакокрасочного материала на изделие достигает 98%.

Данный метод нанесения позволяет сильно экономить лакокрасочный материал, и вообще значительно ускоряет процесс окрашивания. При окрашивании больших изделий, таких как трубы, обычным способом, их нужно было бы переворачивать в процессе окраски несколько раз, чтобы краска легла бы равномерно и со всех сторон.

Но при электростатическом нанесении это уже лишнее, ибо заряженные частички краски сами движутся по линиям электрического поля, огибают изделие со всех сторон, и достаточно одного прохода краскопультом для получения требуемого качественного результата.

Электростатические распылители бывают разными, но есть у них и кое-что общее с традиционными краскопультами. В первую очередь — одинаков принцип проводящих краску каналов. Отличие же заключается в наличии у одних и в отсутствии у других электрода для зарядки лакокрасочного материала, а также высоковольтного блока, обеспечивающего системе необходимое рабочее напряжение.

Корпус электростатического краскопульта, в отличие от обычного, выполнен не из стали и не из алюминия, а из комбинированного пластика, содержащего как проводящие, так и изолирующие части, чтобы рабочий был максимально защищен от случайного поражения током.

Высоковольтная система электростатического краскопульта по своему исполнению может быть классической или каскадной. Классическая схема подразумевает подачу высокого напряжения по кабелю от источника (трансформатора высокого напряжения) к пистолету. Это делает инструмент легким и привносит простоту в его использование, поскольку электроника в корпусе отсутствует.

Имеет место обязательная защита от короткого замыкания. Такой распылитель стоит дешевле и проще ремонтируется. Недостаток классической схемы — нестабильное напряжение на электроде, отсутствие выключателя на распылителе.

Каскадная схема предполагает наличие встроенного в инструмент (непосредственно в распылитель) преобразователя напряжения. На пистолет подается 12 вольт постоянного тока через низковольтный кабель, и внутри инструмента уже напряжение повышается до приемлемого для работы уровня.

Достоинства каскадной схемы неоспоримы: стабильное напряжение, равномерность зарядки, возможность регулировки напряжения на инструменте, наличие выключателя под рукой. Недостатки — больший вес и более высокая стоимость.

Электростатические системы окраски подразделяются на автоматические и ручные. И те и другие могут быть, как отмечалось выше, безвоздушными, комбинированными или пневматическими. Кроме того, автоматические бывают еще дисковыми высокооборотными, а ручные — чашечными низкооборотными. Об этом и поговорим далее.

В обычном случае распыление происходит как и в традиционных краскопультах, – безвоздушные, комбинированные и пневматические распылители электростатического типа так и работают на начальной стадии, но дают экономию краски и высокий коэффициент переноса — до 90% – благодаря действию электростатических сил.

Но у чашечных и дисковых распылителей все происходит несколько иначе: распыление здесь получается благодаря центробежным силам, когда диск или чашка вращаются на распылителе. Вращение развивается путем действия сжатого воздуха на чашку или диск, а нанесение — действием электростатики. Так достигается перенос до 98% лакокрасочного материала.

Ручные низкооборотные распылители чашечного типа имеют скорость вращения чашки всего 600 оборотов в минуту, и хотя дают 98% переноса краски, не нашли особо широкого применения на крупных промышленных производствах, поскольку производительность их низка, максимум 200 миллилитров краски в минуту.

Тем не менее, на малых производствах, особенно при окраске металлических решеток, ручные чашечные электростатические распылители пользуются заслуженной популярностью в силу своей экономичности и эффективности.

Автоматические же дисковые высокооборотные краскораспылители, с поддувом сжатым воздухом по периферии факела для его сужения, имеют скорость вращения диска до 60000 оборотов в минуту, и обладают значительно более высокой производительностью при высокой эффективности переноса (до 90%). Такие электростатические распылители широко применяются в промышленности, например при окраске кузовных деталей автомобилей, бытовой техники, металлоконструкций типа мебели и т. д.

Имеет электростатический метод окраски и свои отличительные нюансы. Во-первых, это работа под высоким напряжением. Безусловно, преимущество в переносе до 98% материала крайне важно, но есть здесь и традиционные ограничения.

Лакокрасочный материал должен обладать определенным минимальным сопротивлением, чтобы он мог достаточно зарядиться, пройдя возле высоковольтного электрода, иначе качество окраски снизится, например наличие металлической пудры в составе эмалей не лучшим образом сказывается на качестве окраски.

Разбавленные водой материалы опасны короткими замыканиями. Между тем, современное оборудование не стоит на месте, совершенствуется, и данные ограничения уже не являются непреодолимыми препятствиями для окраски.

Отдельно стоит сказать а свойствах окрашиваемых поверхностей. Непроводящие материалы, такие как дерево, пластик или резина, окрасить просто так не удастся, нужны дополнительные предварительные работы. Прежде наносят токопроводящий грунт или увлажняют материал, затем наносят краску электростатическим методом.

Форма окрашиваемого предмета также очень важна. Поскольку частички краски, заряженные, и движущиеся по линиям поля, устремляются к изделию прежде всего в направлении наиболее заряженных его участков, то впадины или карманы прокрасить не удастся, ведь электрического поля в них почти не будет, сработает эффект клетки Фарадея. Острые же выступы — напротив, окрасятся лучше всего, поскольку напряженность электрического поля вблизи них будет наибольшей.

Читайте также:
Как получить бордовый цвет при смешивании красок: варианты и сочетания оттенков

Тем не менее, есть выход. Карманы и впадины окрасить можно, для этого просто отключают высокое напряжение, и производят окраску как обычным пневматическим или безвоздушным краскопультом. Все эти нюансы важно учитывать.

Установки для окраски электростатическим способом состоят из следующих частей: краскопульт, источник высокого напряжения, шланги различного назначения (для воздуха и для краски), кабель питания, заземляющий кабель, насос, бак.

Установка перед началом работы обязательно надежно заземляется. В качестве источника высокого напряжения может использоваться как электрическая сеть, так и другой источник питания, в частности — мобильный пневмогенератор постоянного напряжения для автономной работы установки в условиях отсутствия обычной сети.

Стоит отметить, что технология электростатической окраски, со времен изобретения Рансбургом его первого электростатического краскораспылителя, непрерывно совершенствуется на протяжении десятилетий. И на сегодняшний день именно электростатическая окраска заслуженно занимает место самой экономичной технологии нанесения лакокрасочных материалов, при которой достигается максимальный перенос краски на изделие.

Количество отходов снижено здесь до минимума, поэтому как при мелкосерийном производстве, так и на крупных промышленных предприятиях, на заводах, электростатическая окраска пользуется сегодня большим успехом.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Электростатическая покраска – особенности процесса

Электростатическая покраска – особенности процесса

Электростатическая покраска является технологией, когда на поверхность наносят краску с применением сил взаимодействия между точечными неподвижными электрическими зарядами (кулоновская сила). Лакокрасочный материал (чаще всего они сделаны на базе воды, но есть и варианты с органическим растворителем) наносят посредством специального покрасочного пистолета.

Впервые распылитель электростатического типа был применен в 1941 году таким американским изобретателем, как Г. Рансбург. Метод будет подразумевать применение электрических полей, по которым проводится передвижение заряженных частиц лакокрасочного материала. Жидкая краска начинает вступать во взаимодействие с электродом, который расположен в пистолете, и в результате этого краске будет передан высоковольтный заряд отрицательного типа (от 60 до 100 кВт).

Заряженные частицы, выходя из сопла краскопульта, будут направляться по линиям поля (электростатического) к изделию, которое заземлено, и на которое наносят лакокрасочный материал.

Технология процесса

Факел для окрашивания появляется благодаря обоюдному отталкиванию заряженных частиц от лакокрасочного материала. Важным отличием такой технологии от остальных методов будет отсутствие необходимости в красочном тумане, потому что частицы направляются по линиям, которые заданы ранее. Коэффициент переноса лакокрасочного материала колеблется от 70% до 95%. Показатель переноса будет зависеть от проводимости прокрашенного материала, формы изделия и остальных косвенных факторов. Электростатический метод дает возможность сократить расход лакокрасочного материала, а сам процесс окрашивания проводится куда проще.

При окрашивании металлических труб стандартным методом требуется несколько раз переворачивать изделия. В случае с пистолетом электростатического типа деталь нет необходимости поворачивать, потому что заряженные частички направляются по силовым линиям, а еще легко будут огибать препятствия. Окрашивание проводят достаточно равномерно, потому что на уже обработанном месте лакокрасочный материал будет отталкивать излишки поступающего материала.

Подробности

Виды распыления

Используют два вида распыления электростатического вида – каскадное и классическое. Кстати, последнее предполагает, что по высоковольтным кабелям на электростатический краскопульт поступает постоянный ток с высоким напряжением. Классическая схема имеет множество существенных недостатков. Прежде всего, будет идти речь про нестабильность напряжения в пистолетном электроде. Более того, окрашивать очень даже непросто, потому что большой кабель будет стеснять действия, а для того, чтобы отключать электропитание требуется всякий раз добираться к трансформатору.

В каскадном методе высокое напряжение формируется не извне, а в самом пистолете. К нему по низковольтному кабелю направляют напряжение лишь в 12 В, а уже внутри устройства будет происходить генерация высокой степени напряжения. Преобразование осуществляется на краскопультном каскаде. Используемый кабель гибкий и тонкий, за счет чего проводить работы с ним крайне удобно.

Каскадный метод дает возможность отключать поступление электричества вне зависимости от генератора, а еще контролировать уровень напряжения, и подбирая подходящий для того или другого типа материала. Само напряжение будет отличаться высокой степенью стабильности, что дает возможность существенно сократить расход лакокрасочного материала. Главным недостатком каскадного распыления будет высокая цена за оборудование. Но затраты быстро способны окупаться за счет экономичности такой технологии.

Электростатическое распыления имеет определенные ограничения, которые диктуются такими обстоятельствами:

  1. Свойства лакокрасочного материала. Речь идет про жидкую электростатическую покраску. Чтобы краска правильно заряжалась на электроде, требуется сопротивления на уровне не менее, чем 30 кОм. В обратном же случае эффективность окрашивания в электростатическом поле будет радикально сокращена. В роли примера лакокрасочного материала с малым уровнем сопротивления можно приводить составы с большими добавками металлической пудры (к ним относятся эмали вида «металлик»). До последних лет электростатическое окрашивание не применялось при нанесении красок водорастворимого вида, потому что был большой риск короткого замыкания по причине электрической проводимости жидкостей. Последние модели от оборудования для окрашивания электростатического типа дают возможность работать с водорастворимыми лакокрасочными материалами.
  2. Свойства материалов. Изделия, которые не проводят ток, такие как древесины и пластик, окрашивать достаточно трудно. Облегчить процесс получится лишь при особых токопроводящих грунтовок (в случае, если речь идет о пластике) или увлажнения (для дерева).
  3. Формой обрабатываемых деталей. Как было сказано ранее, электростатический способ дает возможность окрашивать разные по форме изделия, но в замкнутом токопроводящей контуре напряжение поля электростатического типа будет равно нулю. По этой причине в глубоких выемках нет электрического полы, из-за чего на подобные участки не будут попадать частицы лакокрасочного материала. Более того, не попадая в различные впадины, краска будет концентрироваться на остальных участках (к примеру, на кромках), и это будет приводить к образованию очень толстого слоя покрытия. Чтобы не было таких проблем (часто их называют контуром Фарадея), окраска труднодоступны мест проводится посредством простого краскопульта – безвоздушным или даже пневматическим.
Читайте также:
Самая черная в мире краска: превратит любой предмет в пустоту

Рассмотрим устройство для окрашивания. Краскопульт «Stаr 3001»

В роли примера следует разобрать краскораспылитель Стар 3001. В таком аппарате используется каскадный метод образования высоко напряжения. Делают и механические, и даже автоматические методы усовершенствования оборудования. Обе модели способны работать и с безвоздушным распылением, и со смесью воздушного типа. Для водорастворимых лакокрасочных материалов и для красок, сделанных на базе растворителя еще существуют отдельные модификации. Каждая модель, в зависимости от назначения, может сильно отличаться по материалам, в ней применяемым, а еще иметь свои конструктивные особенности.

Получается так, что ассортимент оборудования невероятно широкий, и потому перед покупкой требуется определиться с тем, как именно будет применен электростатический пистолет. Аппарат 3001 требуется для работы с лакокрасочными материалами на водной основе. Это будет обозначать защищенность устройства от коротких замыканий, потому что конструкция сделана из особого материала. А вот для работ с растворителями органического типа Стар 3001 не подойдет, и потому требуется найти модификацию, корпус которой инертный по отношению к различным растворителям.

Проблемы с контуром Фарадея в распылителе такой модели решается отключением электрического питания. Если отсутствует питание, лакокрасочный материал распыляется лишь под воздействием давления. Клавиши управления напряжением расположены прямо на корпусе краскопульта, и это весьма удобно. Более того, давление можно даже контролировать собственноручно – достаточно нажимать на курок. Пистолет еще оснащен памятью, за счет чего поддерживается до 3-х вариантов электростатического поля на каждый тип лакокрасочного материала. Немаловажным параметром любого используемого лакокрасочного материала будет электрическая сопротивляемость. Вместе с устройством в комплекте поставляется зонд, который тестирует лакокрасочный материал на сопротивляемость, и тем самым это обеспечивает самый лучший показатель для электростатического поля.

Несмотря на техническое оснащение, то такой пистолет для электростатической покраски отличается удобством обслуживания. Корпус можно легко разобрать, а после этого все механизмы доступны визуальному наблюдению. При поломке заменить можно любые элементы пистолета. Это обстоятельство дает возможность упрощать ремонтные работы, а еще удешевить их. Следует отметить, что устройство к тому же весит всего 0.9 кг, и за счет легковесности, работать с ним будет физически несложно, а за счет эргономичной рукояткой будет удобно. Для промышленного использования разработана такая модификация, как «LАRIUS 2 Раint Sуstеms». В этой системе используют двойную диафрагма, за счет которой лакокрасочный материал нагнетается под небольшим давлением.

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.

Электростатическая окраска. Основы метода

Главный принцип электростатической покраски заключается в том, что в процессе распыления жидкий лакокрасочный материал (ЛКМ), соприкасаясь с электродом, которым оборудован каждый электростатический краскораспылитель, получает высоковольтный отрицательный заряд (примерно 60-100 кВ), и после распыления его частицы направленно движутся к заземленному окрашиваемому изделию по силовым линиям электростатического поля, возникающим между краскораспылителем и изделием.

Заметим, что начальное ускорение частичек ЛКМ (в зависимости от разновидности рассматриваемого метода) происходит за счет: воздействия на материал потока сжатого воздуха (пневматическое электростатическое распыление); прохождения материала под высоким давлением через щелевидное сопло (безвоздушное и комбинированное электростатическое распыление);

Последующее формирование окрасочного факела происходит вследствие взаимного отталкивания одноименно заряженных частиц ЛКМ. Кроме этого, силы электростатического поля направляют движение заряженных частиц ЛКМ, препятствуя образованию окрасочного тумана и способствуя повышению коэффициента переноса материала на окрашиваемое изделие, который может достигать 80-98 %.

Помимо экономии ЛКМ, электростатическая покраска во многом облегчает и ускоряет процесс его нанесения.

Например, при окраске таких конструкций, как трубы, при традиционном способе окраски потребовалось бы наносить материал, переворачивая изделие 3-4 раза, чтобы равномерно прокрасить его со всех сторон, в то время, как метод электростатической покраски позволяет окрашивать трубу в 1 проход, поскольку частицы ЛКМ будут двигаться по изогнутым линиям электростатического поля, огибая трубу со всех сторон.

Читайте также:
Как создать «тающий» рисунок на одежде и домашнем текстиле с помощью краски

Устройство и виды электростатических краскораспылителей

Если сравнивать электростатические краскораспылители с традиционными, то общими чертами можно считать принцип работы материало – и воздухопроводящих каналов, а главными отличиями – наличие электрода, заряжающего ЛКМ, и высоковольтной системы, обеспечивающей наличие электрического потенциала на этом электроде. В дополнение к описанным выше принципиальным отличиям в конструкции краскораспылителей следует также отметить, что корпус традиционных краскораспылителей, как правило, изготавливается из стали или алюминия, в то время как в случае электростатических краскораспылителей корпус обычно выполняется из комбинации изолирующих и токопроводящих пластиков, для того чтобы максимально защитить маляра от поражения электрическим током.

Различают два типа высоковольтных систем электростатических краскораспылителей: классическую и каскадную. Рассмотрим их подробнее.

В случае классических (внешних) высоковольтных систем высокое напряжение постоянного тока подается непосредственно на краскораспылитель от трансформатора (источника высокого напряжения) при помощи высоковольтного кабеля. К достоинствам краскораспылителей, в которых используется классическая высоковольтная технология, относятся простота конструкции и отсутствие электронных элементов в корпусе краскораспылителя; сравнительно малый вес краскораспылителя; встроенная защита от короткого замыкания; меньшая стоимость краскораспылителя и хорошая ремонтопригодность, а к недостаткам – нестабильность высокого напряжения на электроде; отсутствие независимого выключателя электрического питания на краскораспылителе.

В каскадных (встроенных) высоковольтных системах высокое напряжение постоянного тока генерируется на специальном каскадном трансформаторе, встроенном в краскораспылитель. При этом напряжение 12 V постоянного тока подается на краскораспылитель при помощи низковольтного кабеля, а затем преобразуется на каскаде в высокое напряжение постоянного тока.

К достоинствам краскораспылителей с каскадной высоковольтной технологией относятся:

стабильность высокого напряжения на электроде и связанная с этим равномерность зарядки материала; наличие встроенного в краскораспылитель регулятора высокого напряжения и независимого выключателя электрического питания, а к недостаткам – наличие электронных элементов в корпусе краскораспылителя и связанная с этим его высокая стоимость; сравнительно высокий вес краскораспылителей.

Электростатические краскораспылители можно разделить на ручные и автоматические, которые, в свою очередь, можно классифицировать, как это показано в таблице 1.

Как уже упоминалось выше, первичное распыление ЛКМ в случае пневматических, комбинированных и безвоздушных электростатических краскораспылителей происходит точно также, как и в соответствующих традиционных краскораспылителях, поэтому они находят схожие области применения, а наличие электростатического поля позволяет повысить коэффициент переноса материала до 70-90 %.

Совсем иначе выглядит процесс нанесения ЛКМ с помощью чашечных и дисковых электростатических краскораспылителей: в этом случае заряженный ЛКМ распыляется исключительно под воздействием центробежных сил, которые возникают при вращении с высокой скоростью чашки или диска, расположенных на краскораспылителе и приводимых в движение сжатым воздухом, а затем переносится на изделие исключительно силой электростатического поля, что гарантирует перенос материала до 90-98 %.

Следует отметить, что ручные чашечные низкооборотные краскораспылители (скорость вращения чашки – до 600 об/мин.), несмотря на максимальный для всех способов распыления коэффициент переноса материала, достигающий 95-98 %, не нашли применения в условиях серийного и массового производства в силу низкой

производительности (до 200 мл./мин.), а используются, в основном, для мелкосерийной ручной окраски решетчатых металлоконструкций, поскольку в этом случае трудно найти другой более экономичный способ качественного нанесения ЛКМ.

Характерной особенностью высокооборотных дисковых краскораспылителей является то, что для сужения факела ЛКМ, созданного быстровращающимся диском (скорость вращения диска – до 60000 мин.), используется поддув сжатого воздуха по всей периферии этого факела. Данный тип электростатических краскораспылителей благодаря высокой производительности и экономичности работы (коэффициент переноса материала достигает 90 %) широко используется при конвейерной окраске кузовов автомобилей и их комплектующих, бытовой техники и металлической мебели.

Окрасочные установки для нанесения ЛКМ в электростатическом поле

В состав установки для электростатической окраски, как правило, входят краскораспылитель, источник высокого напряжения, воздушные и материальные шланги, питающий кабель, кабели заземления, оборудование во взрывозащищенном исполнении для подачи ЛКМ на краскораспылитель (диафрагменный или поршневой насос, красконагнетательный бак), причем наличие в системе электрического тока высокого напряжения обязывает строго соблюдать правила техники безопасности и тщательно заземлять основные элементы установки.

В случае работы вне помещения, например, при окраске крупногабаритных металлоконструкций вместо источника высокого напряжения используется мобильный пневматический генератор электрического тока постоянного напряжения, который позволяет работать автономно от сетей электропитания.

Заключение

Технологии электростатической окраски совершенствуются на протяжении более полувека, и на сегодня электростатическая окраска во всех ее вариациях – это самый экономичный из методов распыления, обеспечивающий получение высококачественного лакокрасочного покрытия при максимальном переносе ЛКМ на окрашиваемое изделие и значительном снижении затрат на переработку отходов ЛКМ. В зависимости от типа применяемого покрасочного оборудования данный метод окраски может использоваться как в условиях массового и серийного производства, так и при мелкосерийном и единичном производстве изделий.

Преимущества и недостатки электростатической окраски

В последние годы наши клиенты, стремясь повысить качество своей продукции, стали уделять все большее внимание нанесению прочных и долговечных лакокрасочных покрытий, обеспечивающих конкурентный внешний вид и длительный срок службы выпускаемых промышленных изделий или возводимых строительных конструкций.

Для обеспечения нужных свойств покрытий необходимо применять более качественные лакокрасочные материалы, которые недешевы, и вопрос их экономного и рационального расходования встает особенно остро.

Непрокрасы, подтеки, наплывы, шагрень и прочие дефекты также недопустимы, если мы хотим добиться нужного качества покрытия.

При этом нашим клиентам, конечно, хотелось бы снизить зависимость результата от квалификации маляра, так как найти высококлассного специалиста непросто, и запросы у него, как правило, немалые. Кроме того, каждый руководитель малярного цеха хотел бы по возможности ускорить процесс окраски и сделать его более экологичным, снизив туманообразование.

Одним из эффективных путей решения всех этих вопросов является применение электростатического способа нанесения. Этот способ позволяет увеличить коэффициент переноса лакокрасочного материала и ускорить процесс окраски, доставить материал в труднодоступные места окрашиваемых объектов сложной формы, обеспечить равномерное покрытие слоем заданной толщины, избежать дефектов, улучшить экологическую обстановку в зоне работ.

Читайте также:
Площадь окраски труб – методы расчета, формулы и онлайн калькулятор

Сегодня оборудование для электростатической окраски представлено на рынке достаточно широко, и выбор подходящего – задача не из простых. Существует несколько различных методов электростатического окрашивания. Это обусловлено разнообразием лакокрасочных материалов, окрашиваемых изделий, а так же различием технологических процессов самой окраски. И по каждому методу различные производители предлагают различное оборудование. Его подбор лучше осуществлять путем испытания разных видов устройств и разных видов материалов непосредственно в условиях реального рабочего техпроцесса.

Это большая работа, требующая опыта и квалификации. Специалисты компании «Премиум Класс» совместно со своими зарубежными партнерами регулярно проводят такую работу на производственной базе своих клиентов уже более восьми лет. Мы можем дать рекомендации и по выбору материала, и по оборудованию, и по оптимальной организации технологического процесса в целом, чтобы избежать распространенных дорогостоящих ошибок.

Надо иметь в виду, что поставками материала мы не занимаемся, ограничиваясь только некоторыми рекомендациями по его выбору и оставляя за собой контроль его технологической совместимости с оборудованием. Наши клиенты сами находят поставщиков ЛКМ по своему выбору. А вот оборудование мы не только рекомендуем, но также поставляем, устанавливаем, запускаем, осуществляем его гарантийное и постгарантийное обслуживание, а также проводим обучающие тренинги для пользователей.

В настоящем обзоре будет дано общее представление о некоторых видах электростатического способа нанесения с их иллюстрацией на примере оборудования фирмы «Грако (Graco)», которое мы активно рекомендуем нашим клиентам как наиболее технически продвинутое на сегодняшний день, и при этом очень надежное, эффективное и простое в эксплуатации и обслуживании.

Итак, электростатическое покрасочное оборудование можно разделить на две больших группы:

Электростатическое оборудование для порошковых красок и

Электростатическое оборудование для жидких красок .

В данном разделе мы более подробно рассмотрим вторую группу, то есть различные варианты и особенности нанесения в электростатическом поле именно жидких красок, но вопрос нанесения порошковых материалов также будет затронут.

Главным принципом электростатической окраски является то, что распыляемый жидкий ЛКМ, соприкасаясь или попадая в область действия электрода, которым оборудован электростатический краскораспылитель, получает высоковольтный отрицательный заряд. В зависимости от модели краскораспылителя он может быть (40—100 кВ), и далее частицы материала направленно движутся от сопла электростатического краскораспылителя к заземленному окрашиваемому изделию по кратчайшим силовым линиям электростатического поля, возникающим между краскораспылителем и изделием, и таким образом создают «обволакивающий» эффект покрывая окрашиваемое изделие слоем ЛКМ.

В зависимости от технологии распыления ЛКМ, электростатический метод нанесения жидких красок можно в свою очередь разделить на несколько видов:

Пневматическое электростатическое распыление – при воздействии на материал потока сжатого воздуха происходит диспергирование лакокрасочного материала, в результате чего собственно и формируется так называемый окрасочный «факел». При данном виде нанесения ЛКМ в качестве подающих элементов системы, как правило, используются мембранные насосы низкого давления, реже нагнетательные баки. Максимальное давление материала в данных установках составляет 7 бар.

По сути, эксплуатация электростатического оборудования низкого давления мало чем отличается от использования традиционной окрасочной системы низкого давления, и на первый взгляд, внешне, окрасочный факел электростатического краскопульта мало чем отличается от окрасочного факела традиционного пневматического пистолета с бачком или краскопульта, на который краска подается под давлением от насоса по шлангу.

Мембранный насос либо нагнетательный бак для создания давления, подключается к линии подачи сжатого воздуха «компрессору». Далее материал под давлением по шлангу подается от насоса к краскораспылителю, а по второму, воздушному шлангу от насоса либо напрямую от воздушной линии, подается сжатый воздух к тому же краскораспылителю. Краскораспылитель и выполняет функцию смесителя потока ЛКМ который под давлением через материальное сопло краскораспылителя, выходя, смешивается и дробиться с потоком сжатого воздуха, который выходя из краскораспылителя через воздушную крышку формирует тот самый окрасочный факел, от качества которого во многом и зависит конечный результат работы маляра.

Существует много нюансов и технологий для формирования данного факела, но особенность эксплуатации электростатического оборудование заключается основном в различии конструкции краскораспылителя. В отличие от традиционного краскораспылителя, электростатический краскопульт оснащен так называемым электродом и трансформатором который подает заряд на электрод и тем самым заряжает краску. В зависимости от модели пистолета, трансформатор может быть внешним (классический) или встроенным в сам пистолет (каскадный).

Электростатическое распыление высокого давления – отличительной особенностью данного метода является то, что в данном случае ЛКМ подается к краскораспылителю насосом высокого давления (давление материала в системе может достигать 230 бар) и далее проходя через щелевидное сопло формируется окрасочный факел. В данном случае диспергирование лакокрасочного материала осуществляется за счет избыточного давления ЛКМ на выходе из сопла. Дополнительно в формировании окрасочного факела участвует воздух который, так же как и в пневматической системе выходя через воздушную крышку краскораспылителя дополнительно атомизируя окрасочный факел делает его более мягким.

Преимуществом данного метода является еще более высокий коэффициент переноса материала, т.к. при формировании окрасочного факела образовывается меньше лакокрасочного тумана в отличие от пневматического метода окраски. Так же как пневматические установки, электростатические системы высокого давления бывают классическими с внешним трансформатором и каскадные где напряжение генерируется непосредственно в краскораспылителе.

Электростатическое распыления чашечными ручными распылителями – в этом случае заряженный ЛКМ распыляется исключительно под воздействием центробежных сил, возникающих при вращении с высокой скоростью чашки или диска, расположенных на краскораспылителе и приводимых в движение сжатым воздухом, а затем переносится на изделие исключительно силой электростатического поля, что гарантирует перенос материала до 90—98%

Читайте также:
Восковая краска для обработки древесины: применение и приготовление

Следует отметить, что ручные чашечные низкооборотные краскораспылители (скорость вращения чашки – до 600 об./мин.), несмотря на максимальный для всех способов распыления коэффициент переноса материала, достигающий 95—98%, не нашли применения в условиях серийного и массового производства из-за низкой производительности (до 200 мл/мин.), а используются в основном для мелкосерийной ручной окраски решетчатых металлоконструкций, поскольку в этом случае трудно найти другой более экономичный способ качественного нанесения ЛКМ.

В зависимости от метода обеспечения заряда на электроде электростатический краскопульт можно разделить на два типа «каскадный» и классический.

В классических (внешних) высоковольтных системах высокое напряжение постоянного тока подается на краскораспылитель от трансформатора (источника высокого напряжения) при помощи высоковольтного кабеля. Как правило, трансформатор находится удаленно от электростатического краскораспылителя и подключается к электрической сети, что требует особого внимания.

В каскадных(встроенных) высоковольтных системах высокое напряжение постоянного тока генерируется на специальном каскаде, встроенном в краскораспылитель. При этом напряжение постоянного тока до 12 В. подается на краскораспылитель при помощи низковольтного кабеля либо как в случае с краскопультами фирмы Graco в которых напряжение постоянного тока 12В подается от турбины-генератора установленного так же в пистолете, а затем преобразуется на каскаде в высокое напряжение постоянного тока.

На примере электростатического краскораспылителя Graco серии Pro Xp можно рассмотреть принцип работы каскадного электростатического краскопульта:

сжатый воздух из линии подачи воздуха (компрессора) подается через регулятор к краскораспылителю или от линии подачи воздуха через регулятор установленный к примеру на мембранном насосе Triton 308 который так же выполняет функцию подачи материала на электростатический краскопульт. Давление воздуха при этом должно быть 3 – 4,5 бар, и следует учитывать, что по мимо давления воздуха в системе, важным параметром является объем подаваемого воздуха. Попадая в краскопульт часть воздуха вращает крыльчатку турбины-генератора, которая вращаясь вырабатывает напряжение постоянного тока 12В, далее через шлейф передается на каскад и преобразуется в напряжение в зависимости от мощности каскада от 40 до 85 kv и далее данное напряжение от каскада передается на электрод который уже в свою очередь и заряжает распыляемый материал, а другая часть воздуха, как и в стандартном пневматическом краскораспылители, выходя из воздушной крышки краскопульта, формирует окрасочный факел.

Эксплуатация данного оборудования удобнее, проще в обслуживании плюс абсолютно безопасно!

Теперь давайте рассмотрим, что общее присуще электростатическому способу окраски и какие при этом принципиальные отличия у различных методов, что позволяет сделать выбор в пользу какого-то конкретного вида электростатического оборудования.

Общие требования для нанесения материалов электростатическим методом:

  1. Заземление – важный аспект при работе с электростатическим оборудованием.

Важность заземления при выполнении малярных работ обусловлена рядом причин:

Первая, и пожалуй самая важная т.к. требует повышенного внимания – это безопасность. Особенно это важно при нанесении органорастворимых красок, которые в отличие от материалов на водной основе имеют наиболее широкое применение при производстве окрасочных работ. Нанесение органорастворимых материалов, в состав которых входят летучие органические растворители, являющиеся легковоспламеняемыми веществами, требует особого внимания пожарной безопасности и обеспечения надежного заземления в окрасочной камере, которое обязано обезопасить место проведения окрасочных работ от вероятности возникновения искры при касании различных предметов «накопивших» статический заряд. Краскораспылители, технологическое оборудование и трубопроводы для растворителей и лакокрасочных материалов, на которых может накапливаться статическое электричество, должны быть заземлены в соответствии с требованиями ПУЭ (Должна быть ссылка на правила устройства электроустановок). Заземляющий проводник должен выполняться из провода необходимого сечения без изоляции для обеспечения возможности визуального контроля его целостности. Данные требования для заземления важны как при работе электростатическим оборудованием, так и любым другим. Специалисты ООО «Премиум Класс» настоятельно рекомендуют своим клиентам руководствоваться (правилами, рекомендациями и пр. ссылки) при устройстве участков проведения окрасочных работ и дальнейшей работы на них.

Во вторых, для работы с электростатическим окрасочным оборудованием важно так же предусмотреть заземление самого маляра. Работая с электростатическим краскопультом, маляр попадает в область статического заряда, которая создается в передней части электростатического пистолета. Заземление маляра обеспечивает его защиту от накопления статического заряда и как следствие возникновение искры между маляром и др. предметами в зоне окрашивания, при которых так же возникает дискомфортное покалывания соприкасающейся части тела. Существуют разные способы «заземлить» маляра:

  1. Специальные заземляемые браслеты, которые не очень любят сами маляры т.к. те ограничивают область передвижения человека.
  2. Специальная обувь с кожаной подошвой, которая обеспечивает заземление работника малярного участка посредством его контакта с заземленным полом окрасочной камеры. При интенсивной работе, пол в окрасочной камере достаточно сложно содержать в надлежащей чистоте, зачастую он вообще застелен бумагой, картоном, пленкой и тд., что делает бессмысленным применение токопроводящей обуви. Часто окрашивание вообще происходит вне окрасочной камеры, а в специально отведенном для этого месте, где в принципе отсутствует возможность создать токопроводящий пол.
  3. Через ручку пистолета на наш взгляд самый эффективный способ заземлить маляра. Окрасочный пистолет обязан так же быть заземленным т.к. находясь в зоне образования отрицательного статического заряда, который он же сам и генерирует, электростатическому краскопульту необходимо этот заряд куда то девать иначе он будет накапливать на себе излишний статический заряд и являться своеобразным конденсатором. Заземляя краскопульт посредством отдельного кабеля или как в случае с оборудованием Graco через специальный заземляемый воздушный шланг, который соединяет краскопульт с линией подачи воздуха или подающего оборудования мы так же имеем возможность заземлить и оператора окрасочных работ. Важным условием в этом случае является необходимость наличия прямого контакта руки маляра с токопроводящей рукоятью электростатического краскопульта. Для этого можно использовать специальные токопроводящие перчатки либо как это часто делается, вырезать в перчатке отверстие в области ладони и указательного пальца, что обеспечит прямой контакт маляра с токопроводящей рукоятью краскопульта, которая в свою очередь заземляется посредством кабеля или специального воздушного шланга с шиной заземления, которая обязательно должна быть предусмотрена в зоне проведения окрасочных работ.
Читайте также:
Какой краской покрасить ограду на кладбище?

В третью очередь важно предусмотреть заземление самой окрашиваемой детали Для чего необходимо заземлять деталь? Все по той же причине, что и все остальные объекты, находящиеся в зоне окрашивания, чтобы не накапливать разницу потенциалов. Находясь в зоне окрашивания электростатическим краскопультом, который посредством трансформатора через электрод, создает отрицательны электростатический заряд и заряжает им диспергированый лакокрасочный материал, деталь так же будет накапливать отрицательный заряд, если ее конечно не заземлить. Когда наша деталь заземлена она остается постоянно равнозаряженной т.к. через систему заземления постоянно «сливает» отрицательный заряд, получаемый от отрицательно заряженной краски, которая покрывает поверхность детали и самого краскопульта. При этом положительный заряд, который также присутствует у, окрашиваемой заземленной детали притягивает к себе отрицательно заряженные частички диспергированной краски и тем самым проявляется эффективность переноса лакокрасочного материала на поверхность окрашиваемой детали в электростатическом поле.

Что касается самого способа заземлить деталь, здесь уже появляется масса различных вариантов, которые зависят от вида детали, места ее окрашивания и прочих составляющих. К примеру, вертолеты, самолеты, вагоны и другая крупная техника при окрашивании корпуса в сборе обычно заземляется посредством провода достаточного сечения, который для удобства присоединяется зажимом или другим удобным способом к окрашиваемой детали а другим к шине заземления

Нюансы электростатической покраски поверхностей

Технология

Впервые электростатический распылитель был использован в 1941 году американским изобретателем Г. Рансбургом. Методика подразумевала использование электрических полей, по которым передвигаются заряженные частицы краски. Жидкий лакокрасочный материл вступает во взаимодействие с электродом, расположенным в пистолете, в результате чего краске передается высоковольтный отрицательный заряд (60-100 кВт). Заряженные частицы, выйдя из сопла краскопульта, направляются по линиям электростатического поля к заземленному изделию, на которое наносится ЛКМ.

Окрасочный факел возникает благодаря обоюдному отталкиванию заряженных частиц лакокрасочного материала. Важное отличие данной технологии от других методов состоит в отсутствии необходимости в красочном тумане, так как частицы направляются по заданным линиям. Коэффициент переноса краски может колебаться от 70 до 98 процентов. Показатель переноса зависит от проводимости окрашиваемого материала, формы изделия и других косвенных факторов.

Электростатический способ позволяет сократить расход ЛКМ, а сам процесс покраски делает проще. При окрашивании металлических труб традиционным способом нужно несколько раз переворачивать изделие. В случае же с электростатическим пистолетом деталь поворачивать нет необходимости, так как заряженные частицы направляются по силовым линиям и легко огибают препятствия. Окрашивание осуществляется очень равномерно, поскольку на уже обработанном месте краска отталкивает излишки поступающего материала.

Типы распыления

Применяются два вида электростатического распыления — классическое и каскадное. Классика предполагает, что по высоковольтному кабелю на электростатический краскопульт поступает постоянный ток под высоким напряжением. Классическая схема имеет ряд существенных недостатков. Прежде всего, речь идет о нестабильности напряжения в пистолетном электроде. Кроме того, красить достаточно неудобно, так большой кабель стесняет в действиях, а для отключения электропитания нужно всякий раз добираться до трансформатора.

В каскадной методике высокое напряжение формируется не вовне, а в самом пистолете. К пистолету по низковольтному кабелю направляется напряжение всего лишь в 12 В, а уже внутри устройства происходит генерация высокого напряжения. Преобразование осуществляется на каскаде краскопульта. Применяемый кабель тонок и гибок, благодаря чему работать с ним очень удобно.

Каскадный способ позволяет отключать поступление электричества независимо от генератора, а также контролировать уровень напряжения, выбирая подходящий для того или иного вида материала. Само напряжение отличается высокой стабильностью, что позволяет существенно сократить расход ЛКМ. Главный недостаток каскадного распыления — высокая стоимость оборудования. Однако затраты быстро окупаются за счет экономичности данной технологии.

Электростатическое распыление имеет некоторые ограничения, диктуемые следующими обстоятельствами:

  1. Свойствами лакокрасочного материала. Чтобы краска правильно заряжалась на электроде, необходимо сопротивление на уровне не меньше 30 кОм. В противном случае эффективность покраски в электростатическом поле радикально сокращается. В качестве примера лакокрасочного материла с низким уровнем сопротивления можно привести составы со значительными добавками металлической пудры (к таковым относятся эмали типа «металлик»). До последнего времени электростатическое окрашивание не использовалось при нанесении водорастворимых красок, так как существовал высокий риск коротких замыканий по причине электропроводимости жидкости. Последние модели оборудования для электростатического окрашивания позволяют работать с водорастворимыми ЛКМ.
  2. Свойствами материала. Не проводящие ток изделия, такие как пластик и древесина, окрашивать сложно. Облегчить процесс можно при помощи специальных токопроводящих грунтов (в случае с пластиком) или увлажнения (для древесины).
  3. Формой окрашиваемой детали. Как было сказано выше, электростатический метод позволяет окрашивать изделия разных форм, однако в замкнутом токопроводящем контуре напряжение электростатического поля равняется нулю. Поэтому в глубоких выемках отсутствует электрическое поле, из-за чего на такие участки не попадают частицы лакокрасочного материала. Более того, не попадая во всевозможные впадины, краска концентрируется на других участках (например, на кромках), что приводит образованию слишком толстого слоя покрытия. Чтобы избежать подобных проблем (их называют контуром Фарадея), окрашивание труднодоступных мест осуществляется обычным краскопультом — безвоздушным или пневматическим.

Устройство и виды электростатических краскораспылителей

Если сравнивать электростатические краскораспылители с традиционными, то общими чертами можно считать принцип работы материало — и воздухопроводящих каналов, а главными отличиями — наличие электрода, заряжающего ЛКМ, и высоковольтной системы, обеспечивающей наличие электрического потенциала на этом электроде. В дополнение к описанным выше принципиальным отличиям в конструкции краскораспылителей следует также отметить, что корпус традиционных краскораспылителей, как правило, изготавливается из стали или алюминия, в то время как в случае электростатических краскораспылителей корпус обычно выполняется из комбинации изолирующих и токопроводящих пластиков, для того чтобы максимально защитить маляра от поражения электрическим током.

Читайте также:
Чем покрасить пенопласт - выбор материала и техника нанесения

Различают два типа высоковольтных систем электростатических краскораспылителей: классическую и каскадную. Рассмотрим их подробнее.

В случае классических (внешних) высоковольтных систем высокое напряжение постоянного тока подается непосредственно на краскораспылитель от трансформатора (источника высокого напряжения) при помощи высоковольтного кабеля. К достоинствам краскораспылителей, в которых используется классическая высоковольтная технология, относятся простота конструкции и отсутствие электронных элементов в корпусе краскораспылителя; сравнительно малый вес краскораспылителя; встроенная защита от короткого замыкания; меньшая стоимость краскораспылителя и хорошая ремонтопригодность, а к недостаткам — нестабильность высокого напряжения на электроде; отсутствие независимого выключателя электрического питания на краскораспылителе.

Краскопульт «Star 3001»

В качестве примера разберем краскораспылитель «Star 3001». В данном аппарате применяется каскадный способ образования высокого напряжения. Изготавливаются как механические, так и автоматические модификации оборудования. Обе модели могут работать как с безвоздушным распылением, так и с воздушной смесью.

Для водорастворимых ЛКМ и для красок на базе растворителя также существуют отдельные модификации. Каждая модель, в зависимости от ее предназначения, может значительно отличаться по используемым в ней материалам, а также иметь свои конструктивные особенности.

Таким образом, ассортимент оборудования широк, поэтому перед покупкой нужно определиться с тем, как будет использоваться электростатический пистолет. Аппарат «Star 3001» предназначен для работы с ЛКМ на водной основе. Это означает защищенность устройства от короткого замыкания, поскольку конструкция произведена из специального материала. А вот для работы с органическим растворителем «Star 3001» не подходит, поэтому нужно поискать модификацию, корпус которой инертен по отношению к растворителям.

Проблема с контуром Фарадея в распылителе данной модели решается отключением электропитания. При отсутствии питания ЛКМ распыляется только под воздействием давления. Клавиша управления напряжением располагается прямо на корпусе краскопульта, что очень удобно. Кроме того, давление можно контролировать своими руками — достаточно нажать на курок. Пистолет также оснащен памятью, благодаря чему поддерживается до трех вариантов электростатического поля на каждый вид краски.

Немаловажный параметр любого применяемого лакокрасочного материала — электрическая сопротивляемость. Вместе с аппаратом «Star 3001» поставляется зонд, который тестирует ЛКМ на сопротивляемость, тем самым обеспечивая наилучший показатель для электростатического поля.

Несмотря на техническую оснащенность, такой краскораспылитель отличается простотой обслуживания. Корпус легко разбирается, после чего все механизмы доступны визуальному наблюдению. В случае поломки замене подлежат любые детали пистолета. Это обстоятельство позволяет упростить ремонтные работы, а также удешевить их.

Следует отметить малый вес устройства — всего 900 граммов. Благодаря легковесности, работать с аппаратом физически не тяжело, а за счет эргономичной рукоятки еще и удобно.

Для промышленного применения разработана модификация «LARIUS 2 Paint Systems». В такой системе применяется двойная диафрагма, за счет которой краска нагнетается под малым давлением.

Окрасочные установки для нанесения ЛКМ в электростатическом поле

В состав установки для электростатической окраски, как правило, входят краскораспылитель, источник высокого напряжения, воздушные и материальные шланги, питающий кабель, кабели заземления, оборудование во взрывозащищенном исполнении для подачи ЛКМ на краскораспылитель (диафрагменный или поршневой насос, красконагнетательный бак), причем наличие в системе электрического тока высокого напряжения обязывает строго соблюдать правила техники безопасности и тщательно заземлять основные элементы установки.

В случае работы вне помещения, например, при окраске крупногабаритных металлоконструкций вместо источника высокого напряжения используется мобильный пневматический генератор электрического тока постоянного напряжения, который позволяет работать автономно от сетей электропитания.

Заключение

Технологии электростатической окраски совершенствуются на протяжении более полувека, и на сегодня электростатическая окраска во всех ее вариациях — это самый экономичный из методов распыления, обеспечивающий получение высококачественного лакокрасочного покрытия при максимальном переносе ЛКМ на окрашиваемое изделие и значительном снижении затрат на переработку отходов ЛКМ. В зависимости от типа применяемого покрасочного оборудования данный метод окраски может использоваться как в условиях массового и серийного производства, так и при мелкосерийном и единичном производстве изделий.

Электростатическая покраска — это нанесение на поверхность краски с использованием сил взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами (кулоновская сила). Лакокрасочный материал (чаще всего на основе воды, но существуют варианты и с органическим растворителем) наносится с помощью специального покрасочного пистолета.

Применение технологии в России

Технология электростатической покраски характеризуется множеством достоинств. Однако в российских условиях применение электростатического распыления пока не нашло массового применения. Основная причина в отсутствии достаточного количества квалифицированных специалистов. Само по себе оборудование отличается сложным устройством, им надо уметь пользоваться, в противном случае вместо электростатического напыления краска будет распыляться обычным образом, что не даст планируемого эффекта.

Еще одна сложность — поиск ЛКМ с нужным уровнем электропроводности. Если показатель будет отличаться от заданного, его можно поменять, но в любом случае без исходной информации не обойтись. При этом выяснить уровень электропроводности зачастую невозможно ни у продавцов, ни у производителей. В результате единственный выход — покупка ЛКМ западного производства, которые существенно дороже отечественных образцов.

Следующий важный фактор — обеспечение качественного заземления. В большинстве случаев это условие должным образом не выполняется. При отсутствии же заземления маляр будет красить не только поверхность, но и самого себя.

Также следует сказать об одном популярном заблуждении: многие маляры считают, что чем больше факел, тем быстрее будет окрашена поверхность. Однако на практике все не так, и увеличение факела лишь превращает электростатический аппарат в обычный краскопульт.

Электростатическая окраска, безусловно, имеет большие перспективы применения. В продаже имеется необходимое оборудование, а технология является хорошо изученной. Однако для большего распространения нанесению краски электростатическим способом нужно специально обучаться, а затем проверять знания на практике.

Читайте также:
Роспись по ткани акриловыми красками: способы окрашивания и техника выполнения

Покраска в электростатическом поле своими руками

Технология

Впервые электростатический распылитель был использован в 1941 году американским изобретателем Г. Рансбургом. Методика подразумевала использование электрических полей, по которым передвигаются заряженные частицы краски. Жидкий лакокрасочный материл вступает во взаимодействие с электродом, расположенным в пистолете, в результате чего краске передается высоковольтный отрицательный заряд (60-100 кВт). Заряженные частицы, выйдя из сопла краскопульта, направляются по линиям электростатического поля к заземленному изделию, на которое наносится ЛКМ.

Окрасочный факел возникает благодаря обоюдному отталкиванию заряженных частиц лакокрасочного материала. Важное отличие данной технологии от других методов состоит в отсутствии необходимости в красочном тумане, так как частицы направляются по заданным линиям. Коэффициент переноса краски может колебаться от 70 до 98 процентов. Показатель переноса зависит от проводимости окрашиваемого материала, формы изделия и других косвенных факторов.

Электростатический способ позволяет сократить расход ЛКМ, а сам процесс покраски делает проще. При окрашивании металлических труб традиционным способом нужно несколько раз переворачивать изделие. В случае же с электростатическим пистолетом деталь поворачивать нет необходимости, так как заряженные частицы направляются по силовым линиям и легко огибают препятствия. Окрашивание осуществляется очень равномерно, поскольку на уже обработанном месте краска отталкивает излишки поступающего материала.

Преимущества и недостатки электростатического метода нанесения лакокрасочных материалов

Достоинства электростатического метода нанесения краски и лака

Недостатки электростатического метода нанесения краски и лака

К недостаткам электростатического метода нанесения ЛКМ относят:

Советуем изучить — Экономичные и эффективные решения в части реконструкции электроснабжения объектов

Типы распыления

Применяются два вида электростатического распыления — классическое и каскадное. Классика предполагает, что по высоковольтному кабелю на электростатический краскопульт поступает постоянный ток под высоким напряжением. Классическая схема имеет ряд существенных недостатков. Прежде всего, речь идет о нестабильности напряжения в пистолетном электроде. Кроме того, красить достаточно неудобно, так большой кабель стесняет в действиях, а для отключения электропитания нужно всякий раз добираться до трансформатора.

В каскадной методике высокое напряжение формируется не вовне, а в самом пистолете. К пистолету по низковольтному кабелю направляется напряжение всего лишь в 12 В, а уже внутри устройства происходит генерация высокого напряжения. Преобразование осуществляется на каскаде краскопульта. Применяемый кабель тонок и гибок, благодаря чему работать с ним очень удобно.

Каскадный способ позволяет отключать поступление электричества независимо от генератора, а также контролировать уровень напряжения, выбирая подходящий для того или иного вида материала. Само напряжение отличается высокой стабильностью, что позволяет существенно сократить расход ЛКМ. Главный недостаток каскадного распыления — высокая стоимость оборудования. Однако затраты быстро окупаются за счет экономичности данной технологии.

Электростатическое распыление имеет некоторые ограничения, диктуемые следующими обстоятельствами:

  1. Свойствами лакокрасочного материала. Чтобы краска правильно заряжалась на электроде, необходимо сопротивление на уровне не меньше 30 кОм. В противном случае эффективность покраски в электростатическом поле радикально сокращается. В качестве примера лакокрасочного материла с низким уровнем сопротивления можно привести составы со значительными добавками металлической пудры (к таковым относятся эмали типа «металлик»). До последнего времени электростатическое окрашивание не использовалось при нанесении водорастворимых красок, так как существовал высокий риск коротких замыканий по причине электропроводимости жидкости. Последние модели оборудования для электростатического окрашивания позволяют работать с водорастворимыми ЛКМ.
  2. Свойствами материала. Не проводящие ток изделия, такие как пластик и древесина, окрашивать сложно. Облегчить процесс можно при помощи специальных токопроводящих грунтов (в случае с пластиком) или увлажнения (для древесины).
  3. Формой окрашиваемой детали. Как было сказано выше, электростатический метод позволяет окрашивать изделия разных форм, однако в замкнутом токопроводящем контуре напряжение электростатического поля равняется нулю. Поэтому в глубоких выемках отсутствует электрическое поле, из-за чего на такие участки не попадают частицы лакокрасочного материала. Более того, не попадая во всевозможные впадины, краска концентрируется на других участках (например, на кромках), что приводит образованию слишком толстого слоя покрытия. Чтобы избежать подобных проблем (их называют контуром Фарадея), окрашивание труднодоступных мест осуществляется обычным краскопультом — безвоздушным или пневматическим.

Краскопульт «Star 3001»

В качестве примера разберем краскораспылитель «Star 3001». В данном аппарате применяется каскадный способ образования высокого напряжения. Изготавливаются как механические, так и автоматические модификации оборудования. Обе модели могут работать как с безвоздушным распылением, так и с воздушной смесью.

Для водорастворимых ЛКМ и для красок на базе растворителя также существуют отдельные модификации. Каждая модель, в зависимости от ее предназначения, может значительно отличаться по используемым в ней материалам, а также иметь свои конструктивные особенности.

Таким образом, ассортимент оборудования широк, поэтому перед покупкой нужно определиться с тем, как будет использоваться электростатический пистолет. Аппарат «Star 3001» предназначен для работы с ЛКМ на водной основе. Это означает защищенность устройства от короткого замыкания, поскольку конструкция произведена из специального материала. А вот для работы с органическим растворителем «Star 3001» не подходит, поэтому нужно поискать модификацию, корпус которой инертен по отношению к растворителям.

Проблема с контуром Фарадея в распылителе данной модели решается отключением электропитания. При отсутствии питания ЛКМ распыляется только под воздействием давления. Клавиша управления напряжением располагается прямо на корпусе краскопульта, что очень удобно. Кроме того, давление можно контролировать своими руками — достаточно нажать на курок. Пистолет также оснащен памятью, благодаря чему поддерживается до трех вариантов электростатического поля на каждый вид краски.

Читайте также:
Краска серебрянка - свойства, состав и применение

Немаловажный параметр любого применяемого лакокрасочного материала — электрическая сопротивляемость. Вместе с аппаратом «Star 3001» поставляется зонд, который тестирует ЛКМ на сопротивляемость, тем самым обеспечивая наилучший показатель для электростатического поля.

Несмотря на техническую оснащенность, такой краскораспылитель отличается простотой обслуживания. Корпус легко разбирается, после чего все механизмы доступны визуальному наблюдению. В случае поломки замене подлежат любые детали пистолета. Это обстоятельство позволяет упростить ремонтные работы, а также удешевить их.

Следует отметить малый вес устройства — всего 900 граммов. Благодаря легковесности, работать с аппаратом физически не тяжело, а за счет эргономичной рукоятки еще и удобно.

Для промышленного применения разработана модификация «LARIUS 2 Paint Systems». В такой системе применяется двойная диафрагма, за счет которой краска нагнетается под малым давлением.

Установка — электростатическая окраска

Схема установки для ручного электроокрашивания.

Установки электростатической окраски УЭРЦ-1 характеризуются вращающимися распылительными головками, по периферии которых заряженная краска сбегает за счет центробежной силы.

План электроокрасочной камеры.

На установках электростатической окраски окрашиваются различные изделия, в том числе корпуса электрических машин и аппаратов.

На установках электростатической окраски окрашиваются самые различные изделия: кожухи электрических машин и аппаратов, холодильников, корпуса швейных машин, часов-будильников, комбайнов, автомашин, рамы велосипедов, галоши и многие другие.

Все элементы установки электростатической окраски, подлежащие заземлению ( камера, стойки к пневматическим распылителям, конвейер, вентиляционная система и др.), заземляются согласно правилам заземления высоковольтных установок.

Все элементы установки электростатической окраски, подлежащие заземлению ( камера, стойки к пневматическим распылителям, конвейер, вентиляционная система и др.), заземляются согласно правилам заземления, установок высокого напряжения.

Для окраски листового металла используют установки электростатической окраски, основанные на том же принципе, что и установки электроручного распыления. Такой метод дает очень высокое качество окраски, но требует сложного и дорогостоящего оборудования и надежной эксплуатации. Он пригоден только для воздуховодов, соединяемых на фальцах, так как при изготовлении сварных воздуховодов краска на листах обгорает и требуется дополнительная подкраска выгоревших участков краски на изделиях.

Советуем изучить — Программируемые контроллеры Siemens серии SIMATIC S7

Основные блокирующие устройства в схемах управления установки электростатической окраски обеспечивают невозможность: 1) включения высокого напряжения посторонними лицами или лицами, у которых нет ключа от запирающейся пусковой кнопки; 2) пуска конвейера без предупредительного звукового сигнала и последующей выдержки времени в течение 5 — 15 сек; 3) включения высокого напряжения в тех случаях, когда не подано напряжение на нить накала кенотрона, разомкнуты защитные блок-контакты ( 1БК на рис. 5 — 4) на ограждении окрасочной камеры и кабины с высоковольтным оборудованием, регулятор высокого напряжения не находится в исходном положении ( разомкнут контакт 2БК в схеме рис. 5 — 4); 4) включения распыления при выключенной вентиляции, неподвижном конвейере, выключенном высоком напряжении; 5) включения высокого напряжения при выключенной вентиляции.

Основные блокирующие устройства в схемах управления установки электростатической окраски обеспечивают невозможность: 1) включения высокого напряжения посторонними лицами или лицами, у которых нет ключа от запирающейся пусковой кнопки; 2) пуска конвейера без предупредительного звукового сигнала и последующей выдержки времени в течение 5 — 15 с; 3) включения высокого напряжения в тех случаях, когда не подано напряжение на нить накала кенотрона, разомкнуты защитные вспомогательные контакты ( БК.

План электроокрасочной камеры.

На рис. 5 — 2 показана принципиальная схема установки электростатической окраски. Отрицательный потенциал подводится к коронирующим электродам распылителей от специального высоковольтного выпрямительного устройства 6, размещаемого обычно на крыше электроокрасочной камеры. Краска поступает к распылителям из бачка 7 с мешалкой через дозирующее устройство 9, снабженное шестеренчатым или диафрагменным насосом.

Кроме перечисленных блокирующих и сигнализирующих устройств, в установке электростатической окраски должно быть предусмотрено следующее: невозможность включения распылителей при выключенной вентиляции, неподвижном конвейере и включенном высоком напряжении; включение высокого напряжения при выключенной вентиляции.

Схема установки для ручной электроокраеки.| Принципиальная схема электростатического генератора.

В качестве источников питания установок электростатической окраски применяют выпрямительные устройства высокого напряжения ( например, на 140 кВ и 5 мА) и электростатические генераторы.

Применение технологии в России

Технология электростатической покраски характеризуется множеством достоинств. Однако в российских условиях применение электростатического распыления пока не нашло массового применения. Основная причина в отсутствии достаточного количества квалифицированных специалистов. Само по себе оборудование отличается сложным устройством, им надо уметь пользоваться, в противном случае вместо электростатического напыления краска будет распыляться обычным образом, что не даст планируемого эффекта.

Еще одна сложность — поиск ЛКМ с нужным уровнем электропроводности. Если показатель будет отличаться от заданного, его можно поменять, но в любом случае без исходной информации не обойтись. При этом выяснить уровень электропроводности зачастую невозможно ни у продавцов, ни у производителей. В результате единственный выход — покупка ЛКМ западного производства, которые существенно дороже отечественных образцов.

Следующий важный фактор — обеспечение качественного заземления. В большинстве случаев это условие должным образом не выполняется. При отсутствии же заземления маляр будет красить не только поверхность, но и самого себя.

Также следует сказать об одном популярном заблуждении: многие маляры считают, что чем больше факел, тем быстрее будет окрашена поверхность. Однако на практике все не так, и увеличение факела лишь превращает электростатический аппарат в обычный краскопульт.

Электростатическая окраска, безусловно, имеет большие перспективы применения. В продаже имеется необходимое оборудование, а технология является хорошо изученной. Однако для большего распространения нанесению краски электростатическим способом нужно специально обучаться, а затем проверять знания на практике.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: