Електростатичко фарбање - дизајн и принцип рада
Електростатички распршивач боје први је патентирао између 1941. и 1944. амерички научник и истраживач Харалд Рансбург. Пре него што је патентирао свој проналазак и након што је патентирао прве његове верзије, Рансбург је опсежно експериментисао у лабораторији, усавршавајући метод наношења електростатичке боје који је изумео.
Дакле, 1951. године проналазач је добио патент УС 2697411 за уређај за наношење боје електростатичким прскањем, који је постао прототип савремених алата. Исте године Харалд је основао компанију Рансбург, која се и данас бави производњом и унапређењем опреме за електростатичко фарбање.
У основи, метод је следећи. Течни материјал за фарбање и лак се прска као и обично распршивачем, али уз један додатни услов. Приликом проласка кроз пиштољ за прскање, боја се, у контакту са посебном електродом у близини млазнице пиштоља за прскање, пуни до високог негативног напона, чији ниво достиже 100.000 волти.
Након изласка из млазнице, негативно наелектрисане честице боје јуре у правцу линија поља електростатичко поље на уземљени производ боје. То јест, између пиштоља за прскање и производа који се фарба примењује се високи напон.
Прскање боје се врши уз помоћ компримованог ваздуха, тј. пнеуматском методом или прскањем без ваздуха, где се боја под притиском убацује кроз отвор млазнице. Ово су два традиционална модела спреја за наношење електростатичке боје. Постоје и комбиновани системи.
Штавише, честице боје једнаког набоја које лете из млазнице одбијају једна другу у складу са законом електростатике, природно формирајући бакљу боје. Бакља честица јури сила електростатичког привлачења на уземљени део, а честице, крећући се дуж линија интензитета електростатичког поља, равномерно покривају део. Као такав, нема ефекта магле мастила, а коефицијент преноса материјала боје и лакова на производу достиже 98%.
Овај начин примене вам омогућава да значајно уштедите материјал боје и лакова и, уопште, значајно убрзава процес фарбања. Када фарбате велике предмете, као што су цеви, на уобичајен начин, они се морају неколико пута окренути током фарбања тако да боја лежи равномерно и са свих страна.
Али са електростатичком применом, ово је већ сувишно, јер се наелектрисане честице боје саме крећу дуж линија електричног поља, савијају се око производа са свих страна, а један пролаз пиштољем за прскање довољан је да добијете неопходан квалитетан резултат.
Електростатички пиштољи су различити, али такође имају нешто заједничко са традиционалним пиштољима за прскање. Пре свега, принцип канала који проводе боју је исти. Разлика је у присуству у некима, а у одсуству других електрода за пуњење боје и лакова, као и високог напона, који систему обезбеђује неопходан радни напон.
Тело електростатичког пиштоља за прскање, за разлику од уобичајеног, није од челика или алуминијума, већ од композитне пластике која садржи и проводне и изолационе делове, тако да је радник максимално заштићен од случајног струјног удара.
Високонапонски систем електростатичког пиштоља може бити класичног или каскадног дизајна. Класична шема подразумева напајање високог напона преко кабла од извора (високонапонског трансформатора) до пиштоља, што чини алат лаким и лаким за употребу, пошто у кућишту нема електронике.
Обавезна заштита од кратког споја. Такав спреј је јефтинији и лакши за поправку. Недостатак класичне шеме је нестабилан напон електроде, недостатак прекидача на небулизатору.
Каскадно коло подразумева присуство претварача напона уграђеног у алат (директно у атомизеру). Пиштољ се напаја од 12 волти ДЦ преко нисконапонског кабла, а напон унутар алата је сада подигнут на прихватљив ниво за рад.
Предности каскадног кола су неспорне: стабилан напон, уједначеност пуњења, могућност подешавања напона алата, присуство прекидача при руци. Недостаци су већа тежина и већа цена.
Електростатички системи бојења су подељени на аутоматске и ручне. И ови и други могу бити, као што је горе наведено, безваздушни, комбиновани или пнеуматски. Поред тога, аутоматске су такође диск велике брзине, а мануелне чаше су мале брзине. О томе ћемо касније.
У уобичајеном случају, прскање се дешава као код традиционалних пиштоља за прскање - безваздушни, комбиновани и пнеуматски електростатички распршивачи раде у почетној фази, али обезбеђују економичност боје и висок коефицијент преноса - до 90% - због деловања електростатичких сила. .
Али са атомизерима и дисковима, све се дешава мало другачије: атомизација се овде дешава због центрифугалних сила када се диск или чаша окрећу на атомизеру. Ротација се развија деловањем компримованог ваздуха на чашу или диск и примењује се електростатичким дејством. Тиме се постиже пренос до 98% материјала боје и лакова.
Ручне шољице за прскање мале брзине имају брзину ротације чаше од само 600 о/мин и иако дају 98% преноса боје, оне се не користе много у великим индустријским постројењима јер је њихова снага мала, максимално 200 милилитара боје по минут .
Међутим, у малим индустријама, посебно када се фарбају металне решетке, ручне електростатичке прскалице су заслужено популарне због своје економичности и ефикасности.
Аутоматски дискови за прскање боје велике брзине, са компримованим ваздухом који дува око периферије горионика како би га сузили, имају брзину ротације диска до 60.000 о/мин и имају знатно већу продуктивност уз високу ефикасност преноса (до 90%). Такви електростатички распршивачи се широко користе у индустрији, на пример, у фарбању делова каросерије аутомобила, кућних апарата, металних конструкција као што је намештај итд.
Има електростатичку методу фарбања и своје карактеристичне нијансе. Прво, то је посао високог напона. Наравно, предност преноса до 98% материјала је изузетно важна, али овде постоје и традиционална ограничења.
Материјал боје и лакова мора имати одређену минималну отпорност тако да може бити довољно напуњен након проласка близу високонапонске електроде, иначе ће се квалитет боје смањити, на пример, присуство металне прашине у саставу емајла неће имају највише - добар ефекат на квалитет боје.
Материјали разређени водом су опасни због кратког споја. У међувремену, савремена опрема не стоји мирно, она се усавршава, а ова ограничења више нису непремостива препрека за фарбање.
Одвојено, треба рећи о својствима обојених површина. Непроводни материјали, као што су дрво, пластика или гума, не могу се једноставно фарбати, захтевају се додатни прелиминарни радови.Прво се наноси проводљиви прајмер или се материјал навлажи, а затим се фарба наноси електростатичким путем.
Веома је важан и облик предмета који се фарба.Пошто честице боје, наелектрисане и крећући се дуж линије поља, јуре ка производу углавном у правцу његових најнаелектрисанијих области, неће бити могуће фарбати шупљине или џепове, јер у њима скоро да неће бити електричног поља. Ефекат Фарадејевог кавеза ће радити. Напротив, оштре пројекције ће бити најбоље обојене, јер ће јачина електричног поља у њиховој близини бити највећа.
Међутим, постоји излаз. Џепови и удубљења се могу фарбати, за то једноставно искључују високи напон и фарбају као конвенционални пнеуматски или безваздушни пиштољ за прскање. Све ове нијансе је важно узети у обзир.
Инсталације за електростатичко фарбање се састоје из следећих делова: пиштољ за прскање, извор високог напона, црева за различите намене (за ваздух и за фарбање), струјни кабл, кабл за уземљење, пумпа, резервоар.
Инсталација мора бити поуздано уземљена пре почетка рада. Као извор високог напона може се користити и електрична мрежа и други извор енергије, посебно мобилни пнеуматски генератор константног напона за аутономни рад инсталације у одсуству конвенционалне мреже.
Вреди напоменути да се технологија електростатичког фарбања континуирано побољшавала током деценија откако је Рансбург изумео свој први електростатички пиштољ за прскање. И данас електростатичко фарбање заслужено заузима место најекономичније технологије наношења боја и лакова, чиме се постиже максималан пренос боје на производ.
Овде је количина отпада минимизирана, па је и у малој производњи иу великим индустријским предузећима, у фабрикама, данас веома популарно електростатичко фарбање.