Potražite pametne profesionalce

Prahom
Premazivanje prahom je proces završne obrade u kome se na površinu nanosi suv, labav termoplastični ili termoreaktivni materijal u prahu, koji se topi i stvrdne u jednoličan premaz. Ovaj proces završne obrade je pogodan za različite materijale, uključujući metale, plastiku, staklo i vlaknaste ploče srednje gustine (MDF), i može pružiti funkcionalne i dekorativne završne obrade u širokom spektru boja, završnih obrada i tekstura koje se ne mogu lako postići konvencionalnim metodama. nanošenje tečne boje.

Postoje dve glavne metode praškastog premaza:
•    elektrostatičko nanošenje sprejom (ESD)
•    nanošenje na fluidizovani sloj.

Svaki od ovih procesa može postići ravnu i tvrdu površinu koja je generalno trajnija, jeftinija i ekološki prihvatljivija od uporedivog tečnog premaza. Međutim, iako praškasti premazi pokazuju neke prednosti u odnosu na tečne premaze, posebno kada se nanose debeli ili visoko napregnuti površinski slojevi, oni nisu pogodni za sve proizvodne primene, kao što su tanki slojevi ili kada se nanose veliki delovi. Zahtevi i specifikacije koje zahteva određena primena praškastog premaza—kao što su okruženje nanošenja, materijali podloge, veličina, cena, vreme obrade—pomažu da se odredi tip procesa premazivanja koji je najprikladniji za upotrebu.

Iako svaki proces premazivanja ima svoje prednosti i nedostatke, ovaj članak se fokusira na premazivanje prahom, izlažući osnove procesa premazivanja prahom i neophodne komponente i mehaniku sistema za premazivanje prahom. Ovaj članak dalje istražuje prednosti i ograničenja procesa praškastog premaza i pruža neke od razmatranja koje proizvođači moraju imati na umu kada biraju dobavljača usluga za premazivanje prahom.

Proces premazivanja prahom
Praškasto premazivanje je višestepeni proces površinske obrade pogodan za metalne i nemetalne podloge. Ova metoda uključuje fazu pripreme, nanošenja i sušenja i koristi najmanje pištolj za prskanje, kabinu za prskanje i peć za sušenje. Da bi proces završne obrade tekao nesmetano i sa optimalnim kapacitetom, proizvođači i pružaoci usluga završne obrade treba da uzmu u obzir nekoliko faktora, kao što su površinski materijal koji se oblaže i njegova svojstva, kao i vrsta materijala za premazivanje prahom koji se koristi.

Pregled procesa i opreme
Za razliku od procesa nanošenja tečnog premaza, koji koristi tečnu suspenziju premaza, premazivanje prahom je proces suve završne obrade koji koristi materijal za premazivanje prahom. Tokom procesa praškastog premaza, prah se nanosi na prethodno tretiranu površinu podloge, topi i zatim suši i očvršćava u zaštitni/dekorativni premaz. Ovaj proces ima tri faze: pripremu površine, premazivanje i termičko očvršćavanje. Svaka faza koristi skup materijala i opreme koja ukazuje na njene specifičnosti (npr. faza očvršćavanja koristi peć za sušenje) i, kada se pravilno završi, doprinosi proizvodnji izdržljive i ujednačene završne obrade.

Pripremna faza: Pre nanošenja bilo kakvog materijala za praškasto premazivanje, površina podloge mora biti očišćena i tretirana tako da deo bude očišćen od prašine i prljavštine. Ako površina nije dovoljno pripremljena, eventualni ostaci i naslage mogu uticati na prijanjanje praha i kvalitet završne obrade. Kompletan tretman sa proizvodom zavisi uglavnom od obloženog materijala. Međutim, neki od koraka koji se obično koriste tokom ove faze uključuju čišćenje, ispiranje, nagrizanje, peskarenje i sušenje, a najčešće korišćena oprema uključuje stanice za pranje i sušare.

Ulje, mast, rastvarač i ostaci mogu se ukloniti sa površine slabo alkalnim i neutralnim deterdžentima u rezervoarima za uranjanje ili u stanicama za pranje. Stanice za pranje su sposobne da prskaju delove toplom vodom, parom, deterdžentom i drugim rastvorima za predtretman da bi očistili, hemijski pripremili i isprali površinu pre farbanja.

Delovi koji imaju površinske nečistoće – npr. rđa, kamenac, postojeća boja ili završna obrada – generalno će zahtevati upotrebu mlaznice. Komora za eksploziju je komora koja koristi tečnost pod pritiskom — obično komprimovani vazduh — za pokretanje abrazivnog materijala kao što je pesak, šljunak ili sačma na površinu. Aktivni abraziv uklanja površinske nečistoće i stvara čistiju, glatkiju teksturu i površinu na koju se nanosi premaz.

Neke aplikacije za premazivanje prahom takođe koriste suvu pećnicu. Slično pećnici koja se koristi u fazi sušenja, suva peć isparava preostalu vodu ili rastvore iz opranih ili ispranih delova i zagreva delove do optimalne temperature za fazu premaza.

Ako dizajn komponente to zahteva neki delovi su ostali nepremazani, maskirni proizvodi (npr. maskirne tačke) se nanose na podlogu pre faze nanošenja. Ovi gore navedeni proizvodi dostupni su u različitim standardnim i prilagodljivim oblicima i oblicima. Međutim, oni su uglavnom napravljeni od papira ili plastične folije obložene lepkom osetljivim na pritisak koji im omogućava da prianjaju na podlogu i štite obloženu površinu od kontakta sa praškastim materijalom tokom praškastog premaza.

Faza primene: Kao što je pomenuto u sledećem odeljku, mogu se primeniti dve vrste materijala za premazivanje prahom. Vrsta materijala koji će se koristiti pri nanošenju premaza delimično određuje način nanošenja. Proizvođači i pružaoci usluga završne obrade koriste dve glavne metode praškastog premaza – elektrostatičko premazivanje prahom (ESD) i premazivanje u fluidizovanom sloju praha.

Elektrostatičko taloženje (ESD): Materijal za oblaganje se nanosi na većinu metalnih delova obloženih prahom elektrostatičkim prskanjem. Ovaj metod nanošenja koristi kabinu za prskanje, dozator praha, elektrostatički pištolj za prskanje i, u zavisnosti od tipa pištolja koji se koristi, pogonsku jedinicu.

Kabina za prskanje služi kao radna površina za nanošenje praškastog materijala i takođe može da deluje kao filter za vazduh i sistem za zadržavanje i regeneraciju praha. Tečni praškasti materijal se distribuira od dozirne jedinice do pištolja za prskanje, koji se koristi za isporuku električnog naboja praha i nanošenje na podlogu. U uobičajenoj upotrebi su tri tipa elektrostatičkog oružja - Corona, Tribo i Bell. Kada koristite pištolj za prskanje Corona za nanošenje praškastih premaza, dok materijal praha prolazi kroz prednji deo pištolja, elektroda za punjenje koju napaja jedinica za napajanje snabdeva čestice praha na polje. U slučaju Tribo topova, punjenje se generiše tako što prah prolazi kroz drugačiji materijal kao što je cev pištolja, a u slučaju pištolja Bell, materijal praha se puni i provodljivošću i koronskim pražnjenjem dok se baca iz pištolja. zvono puške. U svakom slučaju, električno naelektrisane čestice se tada mogu zalepiti za električno uzemljenu površinu komponente i ostaće pričvršćene sve dok zadrže deo svog naelektrisanja. Bilo koji prekomerni sprej se može prikupiti u sistemima za oporavak i izvlačenje i ponovo upotrebiti u budućim aplikacijama za površinsku obradu.

Prevlaka u prahu sa fluidizovanim slojem: Za razliku od ESD-a, gde se materijal za premazivanje praha elektrostatički raspršuje i prijanja na površinu, kod premaza u prahu sa fluidizovanim slojem, prethodno zagrejani delovi se potapaju u praškasti materijal u fluidizovanom sloju. Postoji i alternativna opcija koja se zove elektrostatičko nanošenje praha u fluidizovanom sloju, koja stvara oblak električno naelektrisanih čestica praha iznad fluidizovanog sloja kroz koji prolazi deo koji se oblaže.

Faza očvršćavanja: Posebnosti i karakteristike faze očvršćavanja praškastog premaza uglavnom se određuju metodom nanošenja praškastog premaza, kao i vrstom praškastog materijala koji se koristi.

Očvršćavanje delova obloženih ESD-om: Delovi koji su obloženi prahom ESD-om moraju se osušiti u peći za sušenje prahom. Dok raspored očvršćavanja – temperatura i vreme kada premaz u prahu mora da ostane u peći za sušenje da bi se postiglo potpuno očvršćavanje – za deo obložen prahom zavisi uglavnom od njegove veličine, oblika i debljine, pećnica za sušenje obično radi od 162 do 232 stepena. Celzijusa, što rezultira vremenom očvršćavanja u rasponu od deset minuta do više od jednog sata. Zbog toga, manji delovi premazani prahom zahtevaju kraće vreme očvršćavanja i manje količine zagrejanog vazduha da bi se potpuno očvrsnuli, a većim delovima je potrebno više. Kada deo obložen ESD-om dostigne optimalnu temperaturu očvršćavanja u pećnici, čestice praha se tope i teku zajedno da formiraju neprekidan film preko površine dela.

Očvršćavanje delova obloženih fluidnim slojem: Za delove koji su obloženi prahom u fluidnom sloju, delovi se zagrevaju u pećnicama sličnim onima koje se koriste za očvršćavanje delova obloženih ESD-om pre faze premaza. Kada se prethodno zagrejani deo uroni u materijal za oblaganje, čestice praha se tope i teku zajedno u kontaktu sa zagrejanom površinom dela. Delovi koji su obloženi elektrostatičkim fluidnim slojem i premazom u prahu mogu se ili prethodno zagrejati pre nego što budu pregrejani kroz oblak praškastog premaza - u tom slučaju bi premaz proizveden u prahu bio na onim proizvedenim konvencionalnom metodom fluidnog sloja - ili se deo može zagrejati i očvršćavaju u peći za sušenje nakon nanošenja premaza, kao što je slučaj sa premazima proizvedenim metodom ESD premaza.

U svakom slučaju, čim je praškasto obložen deo dovoljno hladan za rukovanje, može se sastaviti, pakovati i otpremiti ako je potrebno.

Kada se prvi put nanese na bazu, ima termoreaktivni materijal za premazivanje prahom kratki molekuli polimera. Međutim, tokom procesa očvršćavanja, prah prolazi kroz nepovratnu hemijsku reakciju unakrsnog povezivanja koja povezuje dugačke lance polimernih molekula. Ova reakcija menja fizička svojstva i hemiju materijala, omogućavajući mu da se stvrdne do tanke, ujednačene, tvrde površine ako se poštuje pravilan raspored očvršćavanja.

Termoplastični praškasti premazi ne zahtevaju ciklus očvršćavanja. Umesto toga, termoplastični materijal zahteva samo vreme i temperaturu neophodne da se topi, teče i formira filmski premaz. Za razliku od termoreaktivnog materijala, koji tokom očvršćavanja prolazi kroz hemijsku reakciju, termoplastični materijali ne menjaju svoja fizička ili hemijska svojstva kada su izloženi toploti. Zbog toga se mogu pretopiti, reformisati i reciklirati za buduće primene premaza.

Prilikom izbora između termoreaktivnog i termoplastičnog materijala za oblaganje, mora se imati na umu nekoliko razmatranja: način nanošenja i nameravana primena premaza.

Termoreaktivni praškovi se uglavnom primenjuju samo ESD metodom. Ovo ograničenje postoji zato što potapanje prethodno zagrejanih delova u termoset prah može da izazove umrežavanje viška praha zbog akumulirane i preostale toplote u fluidizovanom sloju. Pošto reakcija umrežavanja izaziva trajne promene materijala u prahu, takvi događaji bi doveli do prekomernog otpada materijala za oblaganje. Proces očvršćavanja omogućava termosetovima da dobiju tvrđe premaze od termoplasta, što im omogućava da izdrže više temperature i pokažu veću otpornost na ogrebotine i oštećenja. Međutim, tvrđi završni sloj takođe može ograničiti otpornost na udarce termoreaktivnih premaza, a prekomerno otvrdnjavanje može dovesti do toga da premaz postane lomljiv, posebno za deblje premaze.

Termoplastični prah se može naneti metodom ESD kao i metodom nanošenja fluidnog sloja i generalno može stvoriti jače, fleksibilnije i otpornije premaze od termoset praha. Dok mogućnost ponovnog prelivanja nudi određenu prednost u smislu cene materijala, ona takođe čini termoplastične praškaste premaze manje pogodnim za aplikacije sa visokim i intenzivnim toplotama jer materijal za premazivanje može omekšati ili rastopiti.

O osnovnom materijalu
Praškasti premazi se prvenstveno nanose na metalne podloge kao što su čelik, nerđajući čelik i aluminijum. Međutim, mogu se nanositi i na nemetalne podloge kao što su staklo, drvo ili vlaknaste ploče srednje gustine. Opseg materijala pogodnih za proces praškastog premaza je ograničen na materijale koji mogu da izdrže temperature potrebne za topljenje i očvršćavanje materijala za premazivanje prahom bez topljenja, deformisanja ili sagorevanja.

Odabrani materijal takođe pomaže u određivanju metoda primene. Pošto metali mogu biti električno uzemljeni, materijal za oblaganje se generalno nanosi na metalne podloge metodom elektrostatičkog prskanja, ali je moguće naneti i metodom fluidnog sloja. S druge strane, pošto nemetali ne mogu biti dovoljno uzemljeni, zahtevaju da se premazi u prahu nanesu metodom nanošenja praha u fluidnom sloju.

Površinska obrada i svojstva praškastog premaza
Praškasti premazi se mogu nanositi u širokom spektru boja, površinskih tretmana, tekstura i debljina koje se ne mogu lako postići konvencionalnim metodama nanošenja tečnih premaza. Materijali za premazivanje prahom, koji se mogu proizvoditi u suštini u bilo kojoj boji, mogu se formulisati i za zaštitne i za dekorativne svrhe. Rezultujuća površinska obrada koju postiže materijal u prahu kreće se od mat do sjajnog i od prozirnog do svetlucavog ili metalnog. Dostupne su i različite teksture za dekorativne svrhe ili za sakrivanje površinskih nedostataka.

Proces nanošenja praha omogućava širi raspon debljina premaza. U poređenju sa postupkom tečnog taloženja, nanošenje praha može lakše proizvesti deblje i ujednačenije premaze, posebno kada se koristi metod depozicije fluidnog sloja. Korišćenjem ESD metode takođe je moguće postići tanke, ujednačene premaze; iako ne tako tanke kao što su premazi postignuti postupkom tečnog premaza.

Prednosti praškastog premaza
Proces nanošenja praha nudi nekoliko prednosti u odnosu na konvencionalne metode tečnog premaza, uključujući povećanu izdržljivost, specijalizovanije površinske tretmane, manji uticaj na životnu sredinu, brže vreme obrade i niže troškove materijala.

Pored toga što su dostupne u širokom spektru završnih obrada, boje u prahu su generalno izdržljivije i dugotrajnije od tečnih boja. Pokazuju veću otpornost na udarce, vlagu, hemikalije i habanje i pružaju veću zaštitu od ogrebotina, abrazije, korozije, bledenja i opšteg habanja. Ove karakteristike ih čine veoma pogodnim za aplikacije sa visokom primenom i visokim saobraćaj.

Još jedna prednost procesa praškastog premaza je nedostatak emisije rastvarača i ugljen-dioksida, opasnog otpadnog materijala koji zahteva odlaganje i opštih zahteva za prajmer površine. Ova isključenja ograničavaju količinu toksičnih i kancerogenih supstanci koje se ispuštaju u životnu sredinu tokom celog procesa i doprinose prepoznavanju praškastog premaza kao ekološkije alternative tečnim premazima.

Proces nanošenja praha može imati mnogo niže dugoročne troškove u poređenju sa procesom tečnog premaza jer generalno ima brži obrt i veće korišćenje materijala za premazivanje. Pošto faza očvršćavanja praškastog premaza omogućava da se delovi obloženi prahom montiraju, pakuju i otpremaju odmah nakon hlađenja, delovi troše manje vremena na zalihama, omogućavajući proizvođačima i dobavljačima usluga završne obrade bržu obradu i manje potrebe za skladišnim prostorom. Proces nanošenja praha takođe omogućava da se višak materijala prikupi i reciklira umesto otpada, smanjujući količinu otpadnog proizvoda koji zahteva odlaganje, povećavajući korišćenje materijala za premazivanje i smanjujući troškove materijala tokom vremena.

Ograničenja praškastog premaza
Iako proces praškastog premaza nudi nekoliko važnih prednosti u odnosu na tečno premazivanje, on takođe ima svoja ograničenja. Ograničenja premaza u prahu uključuju ograničen raspon odgovarajućih materijala za podlogu, poteškoće u uniformnoj proizvodnji, tanke premaze, duže vreme pripreme premaza u boji, duže vreme sušenja i očvršćavanja za velike delove i veće početne troškove.

Kao što je već pomenuto, osnovni materijali moraju biti u stanju da izdrže temperaturne zahteve faze očvršćavanja da bi bili pogodni za nanošenje praha. Iako materijal može izdržati toplotu, postizanje ravnomernog premaza i dalje može izgledati problematično, posebno za tanke ili višebojne premaze. Tanke premaze je teško proizvesti jer je teško kontrolisati količinu praškastog materijala koji se nanosi na podlogu tokom faze nanošenja, a da se pri tome još uvek obezbedi ujednačen premaz. Višebojne premaze je teško napraviti brzo jer između promena boje svaki prelivi sprej mora biti temeljno sakupljen i očišćen sa područja prskanja; u suprotnom bi to moglo da izazove unakrsnu kontaminaciju u recikliranim ili ponovo korišćenim materijalima.

Iako proces nanošenja praha može imati niže troškove tokom vremena, može biti efikasnije koristiti tečne premaze za specifične primene premaza. Na primer, dok delovi premazani prahom obično imaju brži obrt, veliki, debeli ili teški delovi obično zahtevaju više temperature i duže vreme očvršćavanja i sušenja; ne samo da bi ovi produženi rasporedi očvršćavanja odložili proces proizvodnje, već bi takođe doveli do većih troškova energije. Za proizvođače početnike i završne radove, početno ulaganje u opremu za nanošenje praha je takođe veće od tečnog premaza, jer proces zahteva pištolj za prskanje, specijalnu kabinu za prskanje i peć za sušenje. Poslednja dva uređaja značajno doprinose početnim troškovima pokretanja i mogu učiniti premaz u prahu neprikladnim za niskobudžetnu operaciju.

Izbor dobavljača usluga završne obrade
Proces nanošenja praha se može koristiti u širokom spektru proizvodnih aplikacija. Specifični proizvodni zahtevi aplikacije – npr. bilo da se radi o prototipu, jednokratnoj proizvodnji, dugotrajnoj proizvodnji itd. -  pomozite da odredite dobavljača usluge završne obrade koji je najpogodniji.

Za proizvođače koji ne mogu da urade unutrašnje premazivanje prahom, njihovim prototipovima, kratkim i dugim proizvodnim poslovima može da se bavi prodavnica ili dobavljač usluga završne obrade koji nudi premazivanje prahom. Radionice dolaze u svim veličinama (od operacija jedne osobe do preduzeća sa stotinama obučenih zaposlenih) i sa širokim spektrom opcija premaza. Za aplikacije završne obrade velikog obima, dobavljači usluga završne obrade mogu se takođe pokazati kao održiva alternativa. Ovi dobavljači mogu dizajnirati i izgraditi prilagođene sisteme premaza za određene delove, obezbeđujući da su delovi premazani dosledno i prema zahtevanim specifikacijama. Iako je ova opcija skupa mereno početnim ulaganjem, tokom nekoliko godina druga opcija može biti mnogo niža.

Neki proizvođači mogu odlučiti da završe završne operacije u kući. U tom slučaju bi morali da ulože u kupovinu opreme za praškasto lakiranje. Početno ulaganje u opremu je veliko i radnici moraju biti obučeni za rukovanje i održavanje mašina, ali dugoročno se ova opcija može pokazati isplativijom alternativom, posebno ako se obavljaju operacije premazivanja prahom. obavljaju rutinski.

Prodavci opreme za završnu obradu mogu ponuditi standardnu opremu za premazivanje prahom i usluge projektovanja i proizvodnje za sisteme za premazivanje prahom po meri, kao i da obezbede neophodnu obuku i usluge održavanja sistema. Bez obzira da li proizvođač želi da investira u kupovinu gotove opreme ili izgradnju prilagođenog sistema, obučeni konsultanti za premazivanje prahom mogu pružiti određeni uvid i pomoć jer mogu pružiti nezainteresovano znanje i kontakte sa dobavljačima.

Kada odlučujete između dovršetka operacija nanošenja praškastog premaza u kompaniji ili angažovanja spoljnih saradnika prodavnici ili izvođaču, važno je da proizvođač razume troškove i prednosti obe opcije kako bi izabrao onu koja najbolje odgovara primeni premaza u prahu kompanije.