Elektrostatisk målning - design och funktionsprincip

Den elektrostatiska färgsprutan patenterades första gången mellan 1941 och 1944 av den amerikanske forskaren och forskaren Harald Ransburg. Innan han patenterade sin uppfinning och efter att han patenterade de första versionerna av den, experimenterade Ransburg omfattande i laboratoriet och perfekterade den elektrostatiska färgappliceringsmetod han hade uppfunnit.

Så 1951 fick uppfinnaren patent US 2697411 för en anordning för applicering av färg genom elektrostatisk sprutning, vilket blev prototypen för moderna verktyg. Samma år grundade Harald företaget Ransburg, som fortfarande ägnar sig åt produktion och förbättring av elektrostatisk målningsutrustning.

I grund och botten är metoden följande. Det flytande materialet för färg och lack sprayas som vanligt med en spruta, men med ett ytterligare villkor. När den passerar genom sprutpistolen laddas färgen, i kontakt med en speciell elektrod nära sprutpistolens munstycke, till en hög negativ spänning, vars nivå når 100 000 volt.

Efter att ha lämnat munstycket rusar de negativt laddade färgpartiklarna i riktning mot fältlinjerna elektrostatiskt fält till den jordade färgprodukten. Det vill säga att en hög spänning appliceras mellan sprutpistolen och produkten som ska målas.

Sprayning av färgen utförs med hjälp av tryckluft, d.v.s. pneumatisk metod eller högtryckssprutning, där trycksatt färg rusas genom munstycksöppningen. Dessa är de två traditionella sprejmönstren för applicering av elektrostatisk färg. Det finns också kombinerade system.

Dessutom stöter färgpartiklarna med lika laddning som flyger ut ur munstycket varandra enligt elektrostatikens lag, vilket naturligt bildar en färgbrännare. Facklan av partiklar rusas av krafterna från elektrostatisk attraktion till den jordade delen, och partiklarna, som rör sig längs linjerna för intensiteten av det elektrostatiska fältet, täcker delen enhetligt. Som sådan finns det ingen bläckdimmaeffekt, och överföringskoefficienten för färg- och lackmaterialet på produkten når 98%.

Denna appliceringsmetod gör att du avsevärt kan spara färg och lackmaterial och i allmänhet påskyndar målningsprocessen avsevärt. Vid målning av stora föremål, såsom rör, på vanligt sätt ska de vändas flera gånger under målningsprocessen så att färgen ligger jämnt och på alla sidor.

Men med elektrostatisk applicering är detta redan överflödigt, eftersom de laddade färgpartiklarna rör sig längs linjerna i det elektriska fältet av sig själva, böjer sig runt produkten från alla sidor och ett pass med en sprutpistol räcker för att få den nödvändiga högkvalitén resultat.

Elektrostatiska pistoler är olika, men har också något gemensamt med traditionella sprutpistoler. Först och främst är principen för kanalerna som leder färgen densamma. Skillnaden ligger i närvaron i vissa och i frånvaron av andra av en elektrod för laddning av färg- och lackmaterialet, såväl som högspänning, vilket ger systemet den nödvändiga arbetsspänningen.

Den elektrostatiska sprutpistolens kropp, till skillnad från den vanliga, är inte gjord av stål eller aluminium, utan av en kompositplast som innehåller både ledande och isolerande delar, så att arbetaren är maximalt skyddad från oavsiktlig elektrisk stöt.

Högspänningssystemet för en elektrostatisk pistol kan vara klassisk eller kaskaddesign. Det klassiska schemat innebär att man matar högspänning genom en kabel från en källa (högspänningstransformator) till pistolen, vilket gör verktyget lätt och lätt att använda, eftersom det inte finns någon elektronik i huset.

Obligatoriskt kortslutningsskydd. En sådan spray är billigare och lättare att reparera. Nackdelen med det klassiska schemat är den instabila spänningen på elektroden, avsaknaden av en omkopplare på nebulisatorn.

Kaskadkretsen innebär närvaron av en spänningsomvandlare inbyggd i verktyget (direkt i finfördelaren). Pistolen drivs med 12 volt DC via en lågspänningskabel, och spänningen inuti verktyget är nu höjd till en acceptabel nivå för drift.

Fördelarna med kaskadkretsen är obestridliga: stabil spänning, enhetlig laddning, förmågan att justera verktygets spänning, närvaron av en strömbrytare till hands. Nackdelarna är högre vikt och högre pris.

Elektrostatiska färgsystem är uppdelade i automatiska och manuella. Både dessa och andra kan, som nämnts ovan, vara luftlösa, kombinerade eller pneumatiska. Dessutom är de automatiska också höghastighetsskivor, och de manuella kopparna är låghastighets. Vi ska prata om det senare.

I det vanliga fallet sker sprutning som med traditionella sprutpistoler - högtrycks-, kombinations- och pneumatiska elektrostatiska sprutor fungerar i det inledande skedet, men de ger ekonomi av färg och en hög överföringskoefficient - upp till 90% - på grund av inverkan av elektrostatiska krafter .

Men med finfördelare och skivor händer allt lite annorlunda: finfördelning sker här på grund av centrifugalkrafter när skivan eller koppen roterar på finfördelaren. Rotationen utvecklas genom verkan av tryckluft på koppen eller skivan och appliceras genom elektrostatisk verkan. Detta uppnår överföring av upp till 98 % av färg- och lackmaterialet.

Handhållna låghastighetskoppsprutor har en kopprotationshastighet på endast 600 rpm och även om de ger 98 % färgöverföring så används de inte särskilt flitigt i stora industrianläggningar eftersom deras effekt är låg, max 200 milliliter färg pr. minut.

Men i småskaliga industrier, särskilt när man målar metallgaller, är handhållna elektrostatiska sprutor välförtjänt populära på grund av deras ekonomi och effektivitet.

Automatiska höghastighetsfärgsprutor med skivor, med tryckluft som blåser runt brännarens periferi för att minska den, har en skivrotationshastighet på upp till 60 000 rpm och har betydligt högre produktivitet med hög överföringseffektivitet (upp till 90 %). Sådana elektrostatiska sprutor används i stor utsträckning inom industrin, till exempel vid målning av bilkarossdelar, hushållsapparater, metallstrukturer som möbler etc.

Den har en elektrostatisk målningsmetod och sina egna distinkta nyanser. För det första är det ett högspänningsjobb. Naturligtvis är fördelen med att överföra upp till 98% av materialet extremt viktig, men här finns även traditionella begränsningar.

Färg- och lackmaterialet måste ha ett visst minimimotstånd så att det kan laddas tillräckligt efter att ha passerat nära högspänningselektroden, annars kommer färgkvaliteten att minska, till exempel förekomsten av metalldamm i emaljens sammansättning inte har mest - bra effekt på färgkvaliteten.

Material utspädda med vatten är farliga på grund av kortslutning. Samtidigt står modern utrustning inte stilla, den förbättras, och dessa begränsningar är inte längre oöverstigliga hinder för målning.

Separat bör det sägas om egenskaperna hos de målade ytorna. Icke-ledande material, som trä, plast eller gummi, kan inte målas helt enkelt, ytterligare förarbete krävs.Först appliceras en ledande primer eller materialet fuktas, sedan appliceras färgen elektrostatiskt.

Formen på föremålet som ska målas är också mycket viktig.Eftersom färgpartiklarna, laddade och rör sig längs fältlinjen, rusar mot produkten huvudsakligen i riktning mot dess mest laddade områden, kommer det inte att vara möjligt att måla över hålrummen eller fickorna, eftersom det nästan inte finns något elektriskt fält i dem Faradays bureffekt kommer att fungera. Tvärtom kommer skarpa projektioner att färgas bäst, eftersom den elektriska fältstyrkan nära dem kommer att vara störst.

Det finns dock en väg ut. Fickor och urtag kan målas, för detta stänger de helt enkelt av högspänningen och målar som en konventionell pneumatisk eller högtrycksspruta. Alla dessa nyanser är viktiga att ta hänsyn till.

Installationer för elektrostatisk målning består av följande delar: sprutpistol, högspänningskälla, slangar för olika ändamål (för luft och för färg), strömkabel, jordkabel, pump, tank.

Installationen måste vara tillförlitligt jordad innan arbetet påbörjas. Som högspänningskälla kan både ett elektriskt nätverk och en annan energikälla användas, i synnerhet en mobil pneumatisk konstantspänningsgenerator för autonom drift av installationen i frånvaro av ett konventionellt nätverk.

Det är värt att notera att tekniken för elektrostatisk målning kontinuerligt har förbättrats under decennierna sedan Ransburg uppfann sin första elektrostatiska sprutpistol. Än idag tar elektrostatisk målning välförtjänt platsen för den mest ekonomiska tekniken för applicering av färger och lacker, vilket uppnår maximal överföring av färgen till produkten.

Här minimeras mängden avfall, så både i småskalig produktion och i stora industriföretag, i fabriker är elektrostatisk målning mycket populärt idag.