Elektrostatiskā krāsošana - dizains un darbības princips
Elektrostatisko krāsas smidzinātāju pirmo reizi patentēja amerikāņu zinātnieks un pētnieks Haralds Ransburgs no 1941. līdz 1944. gadam. Pirms patentēja savu izgudrojumu un pēc tam, kad patentēja pirmās tā versijas, Ransburgs plaši eksperimentēja laboratorijā, pilnveidojot viņa izgudrotās elektrostatiskās krāsas uzklāšanas metodi.
Tātad 1951. gadā izgudrotājs saņēma patentu US 2697411 par ierīci krāsas uzklāšanai ar elektrostatisko izsmidzināšanu, kas kļuva par mūsdienu instrumentu prototipu. Tajos pašos gados Haralds nodibināja uzņēmumu Ransburg, kas joprojām nodarbojas ar elektrostatisko krāsošanas iekārtu ražošanu un uzlabošanu.
Būtībā metode ir šāda. Šķidrais materiāls krāsai un lakai tiek izsmidzināts kā parasti ar smidzinātāju, bet ar vienu papildu nosacījumu. Izejot cauri smidzināšanas pistolei, krāsa tiek uzlādēta, saskaroties ar īpašu elektrodu netālu no smidzināšanas pistoles sprauslas, līdz augstam negatīvam spriegumam, kura līmenis sasniedz 100 000 voltu.
Pēc iziešanas no sprauslas negatīvi lādētās krāsas daļiņas steidzas lauka līniju virzienā elektrostatiskais lauks pie iezemētā krāsas izstrādājuma. Tas nozīmē, ka starp smidzināšanas pistoli un krāsojamo izstrādājumu tiek pielikts augsts spriegums.
Krāsas izsmidzināšanu veic ar saspiesta gaisa palīdzību, t.i. pneimatiskā metode vai bezgaisa izsmidzināšana, kad zem spiediena esošā krāsa tiek izvadīta caur sprauslas atveri. Šie ir divi tradicionālie izsmidzināšanas veidi elektrostatiskās krāsas uzklāšanai. Ir arī kombinētās sistēmas.
Turklāt krāsas daļiņas ar vienādu lādiņu, kas izlido no sprauslas, atgrūž viena otru saskaņā ar elektrostatikas likumu, dabiski veidojot krāsas degli. Daļiņu lāpu elektrostatiskās pievilkšanās spēki piespiež pie iezemētās daļas, un daļiņas, pārvietojoties pa elektrostatiskā lauka intensitātes līnijām, vienmērīgi pārklāj daļu. Tādējādi nav tintes miglas efekta, un krāsas un lakas materiāla pārneses koeficients uz izstrādājuma sasniedz 98%.
Šī uzklāšanas metode ļauj ievērojami ietaupīt krāsas un lakas materiālu un kopumā ievērojami paātrina krāsošanas procesu. Krāsojot lielus priekšmetus, piemēram, caurules, parastajā veidā, tās krāsošanas procesā vairākas reizes jāpagriež, lai krāsa vienmērīgi un uz visām pusēm gultos.
Bet ar elektrostatisko uzklāšanu tas jau ir lieki, jo uzlādētās krāsas daļiņas pašas pārvietojas pa elektriskā lauka līnijām, liecas ap produktu no visām pusēm, un pietiek ar vienu piegājienu ar smidzināšanas pistoli, lai iegūtu nepieciešamo augsto kvalitāti. rezultāts.
Elektrostatiskās pistoles ir atšķirīgas, taču tām ir arī kaut kas kopīgs ar tradicionālajām smidzināšanas pistolēm. Pirmkārt, krāsu vadošo kanālu princips ir vienāds. Atšķirība ir tajā, ka dažos gadījumos ir elektrods krāsas un lakas materiāla uzlādēšanai, bet citiem nav, kā arī augsts spriegums, kas nodrošina sistēmu ar nepieciešamo darba spriegumu.
Elektrostatiskās smidzināšanas pistoles korpuss, atšķirībā no parastās, nav izgatavots no tērauda vai alumīnija, bet gan no kompozītplastmasas, kas satur gan vadošas, gan izolējošas detaļas, lai strādnieks būtu maksimāli pasargāts no nejauša elektrošoka.
Elektrostatiskā pistoles augstsprieguma sistēma var būt klasiska vai kaskādes dizains. Klasiskā shēma paredz augsta sprieguma padevi pa kabeli no avota (augstsprieguma transformatora) uz pistoli, kas padara instrumentu vieglu un ērti lietojamu, jo korpusā nav elektronikas.
Obligāta aizsardzība pret īssavienojumu. Šāds aerosols ir lētāks un vieglāk salabojams. Klasiskās shēmas trūkums ir nestabils elektroda spriegums, smidzinātāja slēdža trūkums.
Kaskādes ķēde nozīmē, ka instrumentā ir iebūvēts sprieguma pārveidotājs (tieši izsmidzinātājā). Pistole tiek darbināta ar 12 voltu līdzstrāvu, izmantojot zemsprieguma kabeli, un spriegums instrumenta iekšpusē tagad ir paaugstināts līdz darbībai pieņemamam līmenim.
Kaskādes shēmas priekšrocības ir nenoliedzamas: stabils spriegums, uzlādes vienmērība, iespēja regulēt instrumenta spriegumu, slēdža klātbūtne pie rokas. Trūkumi ir lielāks svars un augstāka cena.
Elektrostatiskās krāsošanas sistēmas iedala automātiskajās un manuālajās. Gan šie, gan citi, kā minēts iepriekš, var būt bezgaisa, kombinēti vai pneimatiski. Turklāt automātiskie ir arī diska ātrgaitas, un manuālie krūzes ir zema ātruma. Mēs par to runāsim vēlāk.
Parastā gadījumā izsmidzināšana notiek kā ar tradicionālajām smidzināšanas pistolēm - sākumposmā darbojas bezgaisa, kombinētie un pneimatiskie elektrostatiskie smidzinātāji, taču tie nodrošina krāsas ekonomiju un augstu pārneses koeficientu - līdz 90% - pateicoties elektrostatisko spēku iedarbībai. .
Bet ar pulverizatoriem un diskiem viss notiek nedaudz savādāk: atomizācija šeit notiek centrbēdzes spēku dēļ, kad disks vai kauss griežas uz atomizatora. Rotācija tiek attīstīta, iedarbojoties saspiestam gaisam uz krūzes vai diska, un tiek pielietota ar elektrostatisko darbību. Tas nodrošina līdz pat 98% krāsas un lakas materiāla pārnesi.
Rokas maza ātruma kausveida smidzinātāju kausa rotācijas ātrums ir tikai 600 apgr./min, un, lai gan tie nodrošina 98% krāsas pārnesi, tos ļoti plaši neizmanto lielās rūpnieciskās ražotnēs, jo to jauda ir zema, maksimāli 200 mililitri krāsas uz vienu. minūte.
Tomēr mazajās nozarēs, īpaši, krāsojot metāla režģus, rokas elektrostatiskie smidzinātāji ir pelnīti populāri to ekonomijas un efektivitātes dēļ.
Automātiskie disku ātrgaitas krāsas smidzinātāji ar saspiestu gaisu, kas pūš ap degļa perifēriju, lai to sašaurinātu, diska griešanās ātrums ir līdz 60 000 apgr./min, un tiem ir ievērojami augstāka produktivitāte ar augstu pārneses efektivitāti (līdz 90%). Šādus elektrostatiskos smidzinātājus plaši izmanto rūpniecībā, piemēram, automašīnu virsbūves daļu, sadzīves tehnikas, metāla konstrukciju, piemēram, mēbeļu u.c.
Tam ir elektrostatiskā krāsošanas metode un savi atšķirīgi toņi. Pirmkārt, tas ir augstsprieguma darbs. Protams, priekšrocības, ko sniedz līdz pat 98% materiāla pārsūtīšanas, ir ārkārtīgi svarīgas, taču šeit ir arī tradicionāli ierobežojumi.
Krāsas un lakas materiālam ir jābūt ar noteiktu minimālo pretestību, lai pēc garāmbraukšanas augstsprieguma elektroda tuvumā to varētu pietiekami uzlādēt, pretējā gadījumā pasliktināsies krāsas kvalitāte, piemēram, metāla putekļu klātbūtne emaljas sastāvā ir visvairāk - laba ietekme uz krāsu kvalitāti.
Materiāli, kas atšķaidīti ar ūdeni, ir bīstami īssavienojuma dēļ. Tikmēr modernās iekārtas nestāv uz vietas, tās uzlabojas, un šie ierobežojumi vairs nav nepārvarami šķēršļi krāsošanai.
Atsevišķi jāsaka par krāsoto virsmu īpašībām. Nevadošus materiālus, piemēram, koku, plastmasu vai gumiju, nevar vienkārši krāsot, nepieciešams papildus priekšdarbs.Vispirms tiek uzklāts vadošais gruntējums vai materiāls tiek samitrināts, tad krāsa tiek uzklāta elektrostatiski.
Ļoti svarīga ir arī krāsojamā objekta forma.Tā kā krāsas daļiņas, uzlādētas un virzoties pa lauka līniju, steidzas uz izstrādājumu galvenokārt tā visvairāk uzlādēto vietu virzienā, tukšumus vai kabatas nevarēs krāsot, jo tajās gandrīz nebūs elektriskā lauka Faradeja būra efekts darbosies. Gluži pretēji, asās projekcijas tiks iekrāsotas vislabāk, jo to tuvumā elektriskā lauka stiprums būs vislielākais.
Tomēr ir izeja. Kabatas un padziļinājumus var krāsot, šim nolūkam tie vienkārši izslēdz augstu spriegumu un krāso kā parasto pneimatisko vai bezgaisa smidzināšanas pistoli. Visas šīs nianses ir svarīgi ņemt vērā.
Elektrostatiskās krāsošanas instalācijas sastāv no šādām daļām: smidzināšanas pistole, augstsprieguma avots, šļūtenes dažādiem mērķiem (gaisam un krāsošanai), strāvas kabelis, zemējuma kabelis, sūknis, tvertne.
Pirms darba uzsākšanas iekārtai jābūt droši iezemētai. Kā augstsprieguma avotu var izmantot gan elektrisko tīklu, gan citu enerģijas avotu, jo īpaši mobilo pneimatisko konstanta sprieguma ģeneratoru iekārtas autonomai darbībai, ja nav parastā tīkla.
Ir vērts atzīmēt, ka elektrostatiskās krāsošanas tehnoloģija ir nepārtraukti uzlabojusies gadu desmitiem, kopš Ransburga izgudroja savu pirmo elektrostatisko smidzināšanas pistoli. Arī mūsdienās elektrostatiskā krāsošana pelnīti ieņem visekonomiskākās krāsu un laku uzklāšanas tehnoloģijas vietu, kas panāk maksimālu krāsas pārnesi uz izstrādājumu.
Šeit atkritumu daudzums tiek samazināts līdz minimumam, tāpēc gan mazajā ražošanā, gan lielos rūpniecības uzņēmumos, rūpnīcās mūsdienās ļoti populāra ir elektrostatiskā krāsošana.