Дозволяє протікати процесу полімеризації раціональніше, не порушуючи якості декоративного шару фарби, який ще дуже чутливий до зовнішніх впливів. Відповідно до законів кінетики, реакція полімеризації проходить за певної температури і часу, також цей процес безпосередньо залежить від складу композиції порошкової фарби. У камері гарячої сушіння швидко і рівномірно нагрівається весь шар покриття до певної температури, в цих умовах порошковий шар, розплавляючись, досягає мінімальної в'язкості, внаслідок чого починається плавний процес полімеризації.

Зазвичай температура в камері для сушіння може змінюватись від 110 до 250 градусів, а час витримки - від 5 до 30 хвилин. Особливий вплив на процес затвердіння мають товщина робочої поверхні та її форма. Постійна температура в камері і контроль її під час процесу забезпечують надійне рівномірне покриття з блиском. Дійсно, сучасні камери для сушіння порошкової фарби здатні створити рівномірний та швидкий потік гарячого повітря по всій печі, завдяки ефективній та економічній системі циркуляції та нагрівання повітря. До речі, у цих камер досить надійна термоізоляція, яка геть-чисто запобігає тепловтратам.

Як енергоносії в камері сушіння може застосовуватися не тільки природний газ, а й дизельне паливо та електроенергія. Нагрівання повітря в цих печах сушіння може здійснюватися за допомогою теплообмінника непрямим методом. Для того щоб перейти з газу на дизельне паливо і навпаки, потрібно лише замінити пальник. Більш того, модульна конструкція камер для сушіння порошкової фарби досить швидко дозволяє виробляти складання, а також встановлювати необхідний її розмір. Техобслуговування даного обладнання проводиться так само легко і швидко, як і його збирання.

На сьогоднішній день, камера для сушіння порошкової фарбимає кілька конструкційних різновидів. Камери для сушіння бувають безперервної дії та камерні, їх корпуси складаються з касет із міцними подвійними стінками, вони виконані з листового металу. Між міцними подвійними стінками прокладається ізолюючий матеріал. При монтажі окремих касет використовують масу ущільнювача, для того щоб щільно ізолювати місця їх стиків. Однак, на ділянці напилення порошкової фарби в жодному разі не можна використовувати герметики із вмістом силікону, тому що їх залишки утворюють дефекти – кратери.

Камера для сушарки порошкової фарби є найпростішою конструкцією печі полімеризації, яка завантажується в періодичному режимі. Вони зазвичай застосовуються при невеликий пропускну здатність або при істотних змінах гарячої сушіння, наприклад, різний час сушіння необхідний для виробів з покриттям різної товщини, а також для деталей з покриттям ЛКМ застосовують різну температуру. Звичайно, в даному устаткуванні існує один великий недолік – це завантаження пофарбованих деталей окремими партіями. Тобто, в той час, коли двері камери відчиняються для завантаження або, навпаки, вивантаження виробів, температура, відповідно, падає, і для нагрівання до певного рівня необхідно чекати деякий час, а для правильної фарби, що розтікається, на робочій поверхні, необхідна температура повинна бути досягнуто за швидший час. Що, відповідно, позначається як декоративне покриття.

Що стосується камер для сушіння безперервної дії, то вони при серійному виробництві завантажуються періодично або безперервно із застосуванням транспортних установок. У даного типу сушарок вихідний та вхідний отвір розташовуються навпроти один одного. Тут система транспортування сконструйована таким чином: вироби можуть змінювати свій напрямок руху кілька разів, тому можливе реверсивне компонування. Також існують коритні сушарки, їхня конструкція дозволяє завантаження виробів зверху вертикально в періодичному режимі. Камера для сушіння порошкової фарбиможе бути комбінована або ще її називають сушарка блочного типу - це означає, що з камерою полімеризації встановлюють сушильну камеру для видалення вологи.

Є чотири основні процеси порошкового фарбування покриттів: електростатичне розпилення, спосіб нанесення за допомогою потоку повітря (fluidized bed), електростатичне розпилення за допомогою повітряного потоку (electrostatic fluidized bed) та нанесення за допомогою полум'я (flame spray).

Електростатичне розпилення – найбільш популярний на сьогоднішній день метод порошкового фарбування. Для всіх прикладних методів, підготовка поверхні (тобто очищення та конверсійне покриття) повинна створювати хорошу основу для нанесення покриття. Поверхня має бути підготовлена ​​відповідним чином.

Особливості чотирьох різних методів порошкового покриття:

1. В процесі електростатичного розпиленнясухі порошкові частинки набувають електричного заряду, в той час як поверхня, що фарбується, електрично нейтральна. Заряджений порошок та нейтральна робоча область створюють електростатичне поле, яке притягує сухі частинки фарби до поверхні. Потрапляючи на поверхню, що фарбується, порошкове покриття зберігає свій заряд, який утримує порошок на поверхні. Пофарбована таким чином поверхня міститься в спеціальну піч, де частинки фарби тануть і вбираються поверхнею, поступово втрачаючи свій заряд.
2. Другий методНанесення передбачає, що порошкові частинки фарби утримуються у зваженому стані за допомогою потоку повітря. Вступаючи в контакт з попередньо розігрітою поверхнею, що фарбується, ці частинки тануть і міцно утримуються на її поверхні. Товщина порошкового покриття залежить від температури, ступеня нагрівання поверхні, а також тривалості контакту з порошковими частинками. При нанесенні покриттів з термопластика подальше нагрівання здебільшого не потрібно. Однак для повного затвердіння порошкового покриття в деяких випадках потрібне додаткове нагрівання.
3. Електростатичний спосіб нанесення порошкової фарби за допомогою повітряного потокубагато в чому схожий з попереднім, проте в цьому випадку потік повітря, що утримує частки фарби, електрично заряджений. Іонізовані молекули повітря заряджають частинки фарби при русі вгору в спеціальній печі, куди поміщають поверхню, що фарбується, і формують хмару заряджених частинок. Поверхня, що фарбується, що володіє нейтральним зарядом, покривається шаром заряджених частинок. У цьому випадку попереднього нагрівання поверхні, що фарбується, не потрібно. Ця технологія підходить для фарбування невеликих і простих форм об'єктів.
4. Метод фарбування за допомогою полум'яз'явився порівняно недавно і застосовувався, переважно, для порошкових покриттів з термопластика. Термопластичний порошок плавиться під впливом стисненого повітря і потрапляє в спеціальний пістолет, де проходить через пропан, що горить. Розплавлені частинки фарби наносяться на поверхню, що фарбується, формуючи міцний шар. Оскільки цей спосіб не вимагає прямого нагрівання, він підходить для більшості матеріалів. За допомогою даної технології можна фарбувати поверхні з металу, деревини, каучуку та каменю. Нанесення фарби за допомогою полум'я також підходить для великих або закріплених об'єктів.

Вибір порошкової фарби залежить від бажаних характеристик поверхні. Властивості порошків повинні відповідати індивідуальним запитам клієнта щодо поверхонь. Порошкові покриття поділяються різні категорії, залежно від особливостей застосування. Термопластичні покриття застосовуються для фарбування більш щільних поверхонь і забезпечують покриттям довговічність, тоді як термостатичне порошкове покриття застосовується для фарбування більш тонких матеріалів, переважно в декоративних цілях. У порошкових фарбах використовуються поліетилен, полівініл, нейлон, фторполімери, епоксидна смола, поліестер та акрилові смоли.

Сумісність матеріалів

• Технологія електростатичного нанесення за допомогою повітряного потоку найкраще підходить для забарвлення невеликих металевих предметів.
• Як і для всіх типів фарбування, порошкові покриття застосовують на чисту, гладку та добре підготовлену поверхню. Поверхня, що фарбується, не потребує попередньої обробки, проте додаткова підготовка поверхні (наприклад, обробка фосфатом заліза для сталі, фосфатом цинку для гальванічних елементів або сталі і фосфатом хрому для алюмінієвих поверхонь) помітно покращує якість порошкового покриття.
• Тільки матеріали, які можуть нагріватися до високої температури, можуть піддаватися порошковому фарбуванню за технологією електростатичного розпилення, нанесення за допомогою потоку повітря або електростатичного нанесення за допомогою повітря. Отже, ці технології найбільше підходять для невеликих металевих об'єктів.

Здоров'я та безпека

• Порошкові фарби можуть легко спалахувати поблизу відкритих джерел вогню. Концентрація порошку у повітрі повинна надійно контролюватись для забезпечення безпечного робочого простору. Незважаючи на відсутність легкозаймистих розчинників, будь-який органічний матеріал на кшталт пилу або порошку може сформувати вибухову субстанцію в повітрі.
• При фарбуванні слід уникати вдихання порошкової фарби, оскільки це може призвести до пошкодження легких та захисних мембран організму.

Типовий процес порошкового фарбування є наступною послідовністю операцій:

1. Підготовка поверхні виробу до фарбування.
2. Нанесення на поверхню порошкового покриття, що фарбується, в камері напилення за допомогою напилювача, в якому частинкам полімерного порошку надається електричний заряд, і який за допомогою стиснутого повітря транспортує порошок до деталі. Під дією електростатичних сил частинки порошку притягуються до поверхні деталі, що фарбується, і рівномірними шарами розташовуються на ній.
3. Нагрівання виробу в печі оплавлення та полімеризації при температурі 140-220°C (залежно від виду фарби). В результаті нагрівання порошок оплавляється, полімеризується і покриття набуває необхідних захисних і декоративних властивостей.

Підготовка поверхні:

У початковій стадії будь-якого процесу фарбування проводиться попередня обробка поверхні. Це найбільш трудомісткий і тривалий процес, якому часто не приділяють належної уваги, проте є необхідною умовою отримання якісного покриття.

Підготовка поверхні зумовлює:

• якість,
• стійкість,
• еластичність і довговічність покриття,
• сприяє оптимальному зчепленню порошкової фарби з поверхнею, що фарбується.
• та поліпшення його антикорозійних властивостей.

При видаленні забруднень з поверхні важливо найбільш правильно підібрати метод обробки та склад, що застосовується для цієї мети. Їх вибір залежить від матеріалу оброблюваної поверхні, виду, ступеня забруднення, а також вимог до умов та термінів експлуатації. Для попередньої обробки поверхні перед фарбуванням використовуються методи знежирення, видалення окисних плівок (абразивне очищення, травлення) та нанесення конверсійного шару (фосфатування, хроматування).

У тому числі обов'язковий лише перший спосіб, інші застосовуються залежно від конкретних умов.

Процес підготовки поверхні включає кілька етапів:

• Очищення та знежирення поверхні;
• фосфатування (фосфатами заліза або цинку);
• Споліскування та закріплення;
• Сушіння покриття.

На першому етапі відбувається знежирення та очищення оброблюваної поверхні. Вона може проводитися механічним чи хімічним способом.

При механічному очищенні використовуються сталеві щітки або шліфувальні диски, також залежно від розмірів поверхні можливе її притирання чистою тканиною, змоченою в розчиннику. Хімічна очистка здійснюється з використанням лужних, кислотних або нейтральних речовин, а також розчинників, що застосовуються в залежності від виду та ступеня забруднення, типу, матеріалу та розміру оброблюваної поверхні і т.д.

При обробці хімічним складом деталі можуть занурюватися у ванну з розчином або піддаватися струминній обробці (розчин подається під тиском через спеціальні отвори). В останньому випадку ефективність обробки значно підвищується, оскільки поверхня піддається ще й механічному впливу, до того ж здійснюється безперервне надходження чистого розчину до поверхні.

Нанесення конверсійного підшару запобігає попаданню під покриття вологи та забруднень, що викликають відшаровування та подальше руйнування покриття.

Фосфатування та хроматування оброблюваної поверхні з нанесенням тонкого шару неорганічної фарби сприяє покращенню адгезії («зчеплюваності») поверхні з фарбою та оберігає її від іржі, підвищуючи її антикорозійні властивості. Зазвичай поверхня обробляється фосфатом заліза (для сталевих поверхонь), цинку (для гальванічних елементів), хрому (для алюмінієвих матеріалів) або марганцю, а також хромового ангідриду. Для алюмінію та його сплавів часто застосовують методи хроматування чи анодування. Обробка фосфатом цинку забезпечує найкращий захист від корозії, проте цей процес складніший, ніж інші. Фосфатування може збільшити зчеплення фарби з поверхнею у 2-3 рази.

Для видалення оксидів (до них відносяться окалина, іржа та окисні плівки) використовується абразивне чищення (дробеструйне, дробометне, механічне) і хімічне очищення (труєння).

Абразивне очищення здійснюється за допомогою абразивних частинок (піску, дробу), сталевих або чавунних гранул, а також шкаралупи горіха, що подаються на поверхню з великою швидкістю за допомогою стисненого повітря або за допомогою відцентрової сили. Абразивні частинки ударяються об поверхню, відколюючи шматочки металу з іржею або окалиною та іншими забрудненнями. Таке очищення підвищує адгезію покриття.

Слід пам'ятати, що абразивне очищення може застосовуватися лише до матеріалів, товщина яких становить понад 3 мм. Велику роль відіграє правильний вибір матеріалу, оскільки занадто великий дріб може призвести до великої шорсткості поверхні, і покриття лягатиме нерівномірно.

Травлення є видаленням забруднень, оксидів і іржі шляхом застосування травильних розчинів на основі сірчаної, соляної, фосфорної, азотної кислоти або їдкого натру. Розчини містять інгібітори, які уповільнюють розчинення очищених ділянок поверхні.

Хімічна очистка відрізняється більшою продуктивністю та простотою застосування, ніж абразивна, проте після неї необхідно промивати поверхню від розчинів, що викликає необхідність застосування додаткових очисних споруд.

На заключній стадії підготовки поверхні використовується пасивування поверхні, тобто її обробка сполуками хрому та нітрату натрію. Пасивування запобігає появі вторинної корозії. Його можна застосовувати як після знежирення поверхні, так і після фосфатування або хроматування поверхні.

Після споліскування та сушіння поверхня готова для нанесення порошкового покриття.

Після того як деталі залишають ділянку попередньої обробки, вони ополіскуються та висушуються. Сушіння деталей проводиться в окремій печі або спеціальної секції печі відкидання. При використанні печі заперечення для просушування розміри системи знижуються, і відпадає необхідність використання додаткового обладнання.

Нанесення порошкової фарби:

Коли деталі повністю просушуються, вони охолоджуються за температури повітря. Після цього вони розміщуються в камері напилення, де на них наноситься порошкова фарба. Основне призначення камери полягає у вловлюванні порошкових частинок, що не осіли на виробі, утилізації фарби та запобіганні її потраплянню в приміщення. Вона оснащена системою фільтрів та вбудованими засобами очищення (наприклад, бункерами, віброситом тощо), а також системами відсмоктування. Камери поділяються на тупикові та прохідні. Зазвичай у тупикових камерах фарбуються малогабаритні вироби, а в прохідних – довгомірні.

Також є автоматичні камери напилення, в яких за допомогою пістолетів-маніпуляторів фарба наноситься за лічені секунди. Найбільш поширеним способом нанесення порошкових покриттів є електростатичне напилення. Воно є нанесенням на заземлений виріб електростатично зарядженого порошку за допомогою пневматичного розпилювача (їх також називають пульверизаторами, пістолетами і аплікаторами).

Будь-який розпилювач поєднує ряд різних режимів роботи:

• напруга може поширюватися як вгору, і вниз;
• може регулюватися сила потоку (напір, перебіг струменя) фарби, а також швидкість виходу порошку;
• може змінюватися відстань від виходу розпилювача до деталі, і навіть розмір частинок фарби.

Спочатку порошкова фарба засипається у живильник. Через пористу перегородку живильника подається повітря під тиском, який переводить порошок у виважений стан, утворюючи так званий "киплячий шар" фарби. Стиснене повітря може подаватися компресором, створюючи при цьому місцеву область «киплячого шару». Далі аерозвесь забирається з контейнера за допомогою повітряного насоса (ежектора), розбавляється повітрям до нижчої концентрації і подається в напилювач, де порошкова фарба за рахунок фрикції (тертя) набуває електростатичного заряду. Це відбувається в такий спосіб. Зарядного електрода, розташованого в головній рушниці, повідомляється висока напруга, за рахунок чого виробляється електричний градієнт. Це створює електричне поле поблизу електронів. Частинки, що несуть заряд, протилежний до заряду електрода, притягуються до нього. Коли частинки фарби проганяються через цей простір, частинки повітря повідомляють електричний заряд.

За допомогою стисненого повітря заряджена порошкова фарба потрапляє на нейтрально заряджену поверхню, осідає та утримується на ній за рахунок електростатичного тяжіння.

Розрізняють два різновиди електростатичного розпилення:

• електростатична із зарядкою частинок у полі коронарного заряду
• та трибостатичне напилення.

При електростатичному способі напилення частки одержують заряд від зовнішнього джерела електроенергії (наприклад, коронуючого електрода), а при трибостатичному - в результаті їх тертя стінки турбіни напилювача.

При першому способі нанесення фарби використовується високовольтна апаратура.

Порошкова фарба набуває електричного заряду через іонізоване повітря в області коронного розряду між електродами головки, що заряджає, і фарбується поверхнею. Коронний розряд підтримується джерелом високої напруги, вбудованим у розпилювач. Недоліком цього способу вважається те, що при використанні можуть виникати труднощі з нанесенням фарби на поверхні з глухими отворами і поглибленнями. Оскільки частинки фарби раніше осаджуються на ділянках поверхні, що виступають, вона може бути фарбована нерівномірно.

При трибостатичному напиленні фарба наноситься за допомогою стисненого повітря і утримується на поверхні за рахунок заряду, що купується в результаті тертя про діелектрик. "Трибо" в перекладі означає "тертя". Як діелектрик використовується фторопласт, з якого виготовлені окремі частини фарборозпилювача. При трибостатичному напилюванні джерело живлення не потрібне, тому цей метод набагато дешевше. Його застосовують для фарбування деталей, що мають складну форму. До недоліків трибостатичного методу можна віднести низький ступінь електризації, який помітно знижує його продуктивність у 1.5-2 рази порівняно з електростатичним.

На якість покриття може впливати об'єм та опір фарби, форма та розміри частинок. Ефективність процесу також залежить від розмірів та форми деталі, конфігурації обладнання, а також часу, витраченого на фарбування.

На відміну від традиційних способів фарбування, порошкова фарба не втрачається безповоротно, а потрапляє в систему регенерації напилювання камери і може використовуватися повторно. У камері підтримується знижений тиск, який перешкоджає виходу з неї частинок порошку, тому необхідність застосування робочими респіраторів практично відпадає.

Полімеризація:

На заключній стадії фарбування відбувається плавлення та полімеризація нанесеної на виріб порошкової фарби камері полімеризації.

Після нанесення порошкової фарби виріб прямує на стадію формування покриття. Вона включає оплавлення шару фарби, подальше отримання плівки покриття, його відкидання та охолодження. Процес оплавлення відбувається у спеціальній печі оплавлення та полімеризації. Існує багато різновидів камер полімеризації, їх конструкція може змінюватись в залежності від умов та особливостей виробництва на конкретному підприємстві. На вигляд піч є сушильною шафою з електронною «начинкою». За допомогою блоку керування можна контролювати температурний режим печі, час фарбування та налаштовувати таймер для автоматичного вимкнення печі при завершенні процесу. Джерелами енергії для печей полімеризації можуть бути електрика, природний газ і навіть мазут.

Печі діляться на прохідні та тупикові, горизонтальні та вертикальні, одно- та багатоходові. Для глухих печей важливим моментом є швидкість підйому температури. Цій вимогі найбільше відповідають печі з рециркуляцією повітря. Камери нанесення з діелектриків з електропровідним покриттям забезпечують рівномірний розподіл порошкової фарби на поверхні деталі, проте при неправильному використанні вони можуть накопичувати електричні заряди та становити небезпеку.

Оплавлення та полімеризація відбувається при температурі 150-220 °С протягом 15-30 хвилин, після чого порошкова фарба утворює плівку (полімеризується). Основною вимогою до камер полімеризації є підтримання постійної заданої температури (у різних частинах печі допускається розкид температури не менше 5°С) для рівномірного прогрівання виробу.

При нагріванні в печі вироби з нанесеним шаром порошкової фарби частинки фарби розплавляються, переходять у в'язкий стан і зливаються в безперервну плівку, при цьому витісняючи повітря, що знаходилося в шарі порошкової фарби. Частина повітря може все ж таки залишатися в плівці, утворюючи пори, що погіршують якість покриття. Для запобігання появі фарбування слід проводити при температурі, що перевищує температуру плавлення фарби, а покриття наносити тонким шаром.

При подальшому нагріванні виробу фарба глибоко проникає у поверхню і потім твердне. На цьому етапі формується покриття із заданими характеристиками структури, зовнішнього вигляду, міцності, захисних властивостей тощо.

При фарбуванні великих металевих деталей температура їхньої поверхні піднімається значно повільніше, ніж у тонкостінних виробів, тому покриття не встигає повністю затвердіти, внаслідок чого знижується його міцність та адгезія. У цьому випадку деталь попередньо нагрівають або збільшують час відкидання.

Заперечення рекомендується проводити при більш низьких температурах і протягом більш тривалого періоду часу. При такому режимі знижується ймовірність виникнення дефектів і покращуються механічні властивості покриття.

На час отримання необхідної температури на поверхні виробу впливають маса виробу та властивості матеріалу, з якого виготовлено деталь.

Після заперечення поверхня піддається охолодженню, яке забезпечується за рахунок подовження конвеєрного ланцюга. Також для цієї мети використовуються спеціальні камери охолодження, які можуть бути частиною печі відкидання.

Відповідний режим для формування покриття необхідно підбирати з урахуванням виду порошкової фарби, особливостей виробу, що фарбується, типу печі тощо. Необхідно пам'ятати, що для нанесення порошкового покриття на вирішальній ролі грає температура, особливо при нанесенні покриття на термостійкі пластмаси або вироби з деревини.

Після закінчення полімеризації виріб охолоджується на повітрі. Після остигання виробу покриття готове.

Типи порошкових фарб

Порошкові фарби з епоксидної смоли:

Використовуються порошки з епоксидної смоли які забезпечують високий ступінь глянсуватості гладкості покриття, відмінні характеристики з адгезії, гнучкості та твердості, а також стійкість до хімічної дії та до розчинників.

Основними недоліками є низька теплостійкість та світлостійкість, а також виражена тенденція жовтіти при підвищенні температури та під впливом розсіяного денного світла. Акрилові порошкові фарби широко використовуються при нанесенні покриттів на поверхні; мають хороший ступінь збереження таких характеристик, як глянець і колір, під впливом зовнішніх подразників, а також мають стійкість по відношенню до теплового впливу і лужних середовищ.

Порошкові фарби зі складного поліефіру:

Загальні характеристики збігаються з характеристиками порошків з епоксидної та акрилової смол. Такі порошки мають високу міцність і високу стійкість до пожовтіння під впливом ультрафіолетового світла. Більшість покриттів, що є на будинках в даний час, заснована на лінійних поліефірах.

Гібридні порошкові фарби з вмістом епоксидної та поліефірної смол:

Містять як компонент більшу частину (іноді більше 50%) спеціальної поліефірної смоли. Властивості таких гібридів нагадують властивості порошків з епоксидної смоли, однак їх додатковою перевагою є підвищена стійкість до пожовтіння в результаті пересушування і поліпшена здатність переносити погодні умови. Нині гібридні порошки вважаються основою галузі порошкових фарб.

Поліуретанові порошкові фарби: мають рівний набір хороших фізичних і хімічних характеристик, а також забезпечують хорошу міцність зовнішньої сторони.

Відмінності у складі та технології використання , виділяють даний вид покриття в «особливий клас» щодо інших лакофарбових матеріалів. В даний час порошкове забарвлення металевих виробів набуло істотного поширення в промисловості, починаючи від літакобудування аж до випуску побутових товарів та приладдя.

Порошкове фарбування металевих виробів: технологія процесу та основні етапи

Технологічний процес порошкового фарбування поділяються на такі етапи:

• підготовка поверхні, що фарбується;
• нанесення фарби у вигляді порошку;
• формування рідкої плівки за високої температури;
• хімічне затвердіння плівкоутворювального матеріалу (при використанні термореактивних фарб);
• остаточне формування покриття.

Підготовка поверхні

При підготовці поверхні, що фарбується слід враховувати, що необхідно забезпечити не тільки змочуваність з рідкою фазою плівкоутворювача, але і рівномірний розподіл порошкових матеріалів при напиленні. Приділяється увага як видалення різноманітних поверхневих забруднень, так і забезпечення поверхні необхідної шорсткості. Додатково до механічних способів підготовки поверхні можуть використовуватися і хімічні, такі як травлення або фосфатування.

Нанесення порошкових матеріалів

Порошкове фарбування металу здійснюється:

• електростатичним напиленням;
• зануренням у зважений шар електризованого порошку;
• газополум'яним способом.

Завдяки своїй простоті та універсальності, найбільше застосування отримало нанесення фарби. електростатичним напиленням. Для плоских поверхонь можуть використовуватись спеціальні магнітні щітки-валики за технологіями, що використовуються в копіювальній техніці. Занурення в «киплячий шар»використовується на автоматичних лініях під час конвеєрного виробництва однотипних виробів. Газополум'яний спосібчерез надмірну нерівномірність шару і властивостей одержуваного покриття поширення не отримав. Існуюче плазмове напилення відрізняється застосуванням низькотемпературної плазми для нагрівання частинок та використанням інертного газу; обмежується використанням термостійких порошків при нанесенні тонких покриттів термостійкі матеріали.

Утримання та рівномірність розподілу на поверхні металевих виробів порошкових матеріалів забезпечуються за рахунок електростатичних сил взаємодії заряджених частинок фарби та «електронейтральної» поверхні. Перед напиленням частинки фарби в пістолеті отримують електричний заряд:

• у полі коронарного заряду, створюваного електродом;
• за рахунок тертя про поверхню обладнання.

Заряд частинок, як правило, негативний, величина заряду повинна відповідати оптимальному діапазону, що дозволяє утримувати частинки на поверхні до утворення рідкої плівки і не порушує технологію нанесення. Регулюється характеристиками електрода або швидкістю руху частинок при терті поверхню обладнання, площею і матеріалом поверхні.

При електростатичному напилюванні покриття однаково якісно формуються на горизонтальних та вертикальних поверхнях. Нульовий заряд металевого виробу забезпечується заземленням.

Формування рідкої плівки

Плівкоутворення відбувається при нагріванні порошкових матеріалів до в'язко-плинного стану, при цьому відбувається:

• деформація та в'язкий перебіг матеріалу;
• видалення повітря;
• змочування рідким матеріалом поверхні підкладки.

При виробництві труб та металевого профілю використовується нанесення порошку в «киплячому шарі» на попередньо нагріті заготовки, процес формування рідкої плівки відбувається за рахунок акумульованого тепла або додаткового нагріву.

У разі використання термореактивних фарб при високотемпературній витримці додатково відбувається хімічне затвердіння рідкої плівки за рахунок полімеризації або поліконденсації плівкоутворювачів. Це подовжує час високотемпературної витримки, збільшує витрати і знижує продуктивність. Існують склади на основі термореактивних смол, прискорене затвердіння плівок яких відбувається при ультрафіолетовому опроміненні.

Остаточне формування покриття

Підсумкове формування плівки відбувається при охолодженні виробу. Умови можуть відрізнятися як швидкістю охолодження, і середовищем. Характеристики міцності покриття і сили адгезії, залежно від умов формування, може змінюватися на десятки відсотків. При цьому для різних видів полімерів практикується прискорене та уповільнене охолодження. Охолодження покриття в полімерних пластифікуючих середовищах може знизити внутрішні напруги покриття до нуля.

На відміну від термореактивних, термопластичні фарби дозволяють легко усувати дефекти покриття з використанням повторного спікання.

Широко використовується порошкове фарбування у будівельній промисловості при виробництві профілю зі сталі та алюмінію, виготовленні дверей, воріт та інших металоконструкцій. В автомобільній промисловості застосовується під час виробництва дисків коліс та інших деталей.

Незважаючи на складність колеровки, деякі виробники надають порошкові фарби до 250 кольорів за таблицями RAL.

Процес підготовки металевих деталей до фарбування

При фарбуванні металевих виробів порошковою фарбою як на промислових лініях, так і своїми руками в домашніх умовах необхідно дотримуватися таких рекомендацій:

1. Використовуйте порошкові матеріали перевірених виробників.
2. Без правильного заземлення металевого виробу порушується електростатичний механізм утримання та розподілу порошкових матеріалів на поверхні. Тому необхідно стежити за станом підвісних гачків, які забезпечують заземлення деталей. Слід передбачити технологічну операцію очищення гачків та контроль ланцюга заземлення.
3. Напилення порошкових матеріалів необхідно проводити мінімально необхідною кількістю повітря. Надмірна подача повітря призводить до:

• перевитрати фарби;
• підвищеного зносу обладнання;
• порушення технології електризації частинок порошку;
• зміни гранулометричного складу фарби;
• погіршення видимості у фарбувальній камері.

1. Якісне покриття одержують при використанні повітря потрібної кондиції. При цьому слід приділяти увагу не тільки відсутності пилу, але й вмісту в повітрі вологи та олії. Необхідно використовувати відповідні фільтри до подачі повітряної суміші обладнання. У якісному повітрі:

• розмір твердих частинок вбирається у 0,3 мкм;
• точка роси вбирається у 4 °С (тобто. при 20 °З вологість трохи більше 35%);
• вміст олії не більше 0,1 проміле.

1. При повторному використанні порошкових матеріалів враховується зміна вихідного складу, насамперед гранулометричного. Не слід перевищувати кількість добавок, що допускаються, регенерованих матеріалів у вихідні порошки. Ретельно гомогенізуйте суміш порошків перед використанням.
2. Не допускайте змішування фарби різних кольорів та видів. При переході на іншу фарбу необхідно ретельно очистити обладнання. Бажано мати для кожної використовуваної фарби окремі видаткові бункери та шланги.
3. Без підготовки поверхні не отримайте якісного покриття. При цьому слід враховувати призначення та умови експлуатації виробу. Раму велосипеда треба готувати трохи по-іншому, ніж елементи офісного столу. Недбала підготовка призводить до:

• поверхневим дефектам покриття;
• відшарування фарби;
• передчасного руйнування покриття в агресивному середовищі.

1. Вартість вихідного порошку не визначає реальної економічності покриття. Потрібно враховувати:

• витрати матеріалів на одиницю площі поверхні;
• довговічність покриття;
• стійкість до впливу шкідливих умов;
• зовнішній вигляд.

1. Зважайте на умови зберігання порошкових матеріалів. Підвищена температура може знизити як технологічні характеристики порошку, і експлуатаційні властивості покриття. Використовувана тара має бути водонепроникною через високу гігроскопічність матеріалів. Зазвичай рекомендована температура у складі має перевищувати 25…28 °З, вологість трохи більше 50%.
2. Строго дотримуйтесь рекомендованої технології «спікання» порошку. Слід враховувати, що температура повітря у робочій зоні печі є непрямою характеристикою техпроцесу. Робота установки повинна забезпечувати рівномірне прогрівання металу виробу до оптимальних температур. Залежно від виду матеріалу та маси виробу оптимальна температура повітря та час витримки можуть змінюватись та відображаються в інструкції.
3. Своєчасно виконуйте технічні регламенти щодо підтримки працездатності обладнання ділянки. Профілактичне обслуговування, включаючи регулярне очищення, огляд, ремонт та заміну компонентів, є основою бездоганної роботи та отримання якісної продукції. Використовуйте запасні частини оригінальних виробників. Добре зарекомендувало себе обладнання компанії TESLA.

Техніка безпеки

Основними видами загрози при порошковому фарбуванні виробів є.

Існуючі технології фарбування дозволяють спростити завдання та прискорити фарбування виробів із металу. Так, порошкове фарбування (яке частково прийшло на зміну стандартної технології) дає можливість не лише якісно пофарбувати металеву поверхню, а й захистити її від впливу негативних факторів. Застосування цього методу надає позитивний вплив і на зовнішній вигляд виробів, що фарбуються.

Область застосування порошкового покриття

Розглянутий метод відноситься до широко поширених і використовується в різних сферах. Ця технологія знаходить своє застосування при виробництві будівельних робіт, у машино- та приладобудуванні. Порошкове фарбування металу активно використовується в автомобільній промисловості та при ремонті автомобілів: здатність фарби підвищувати експлуатаційні характеристики поверхні, а також безпеку та екологічність роблять її оптимальним варіантом для відновлення покриттів.

Властивості дозволяють використовувати склад для виконання таких операцій, як фарбування дисків порошковою фарбою та ряд інших. Роблячи вибір на користь цього варіанта при необхідності відновлення лакофарбового покриття автомобіля, можна не сумніватися в тому, що він здатний повернути транспортному засобу привабливий зовнішній вигляд, надійно захистити його від корозії і впливу несприятливих факторів зовнішнього середовища. Цей ефективний спосіб добре справляється із завданням фарбування як невеликих деталей, так і великих елементів, включаючи кузов автомобіля.

Фарбування можуть виконуватися з використанням порошкової фарби самостійно, особливо якщо це зовсім невелика деталь. Але таке фарбування вимагає навичок та умінь, тому якщо необхідний відмінний зовнішній вигляд забарвленого елемента, рекомендується звертатися до професіоналів. Якщо потрібно порошкове фарбування металевих виробів великої площі (наприклад, кузова автомобіля), без спеціального обладнання не обійтися.

Переваги порошкової фарби

Порівняно з традиційними способами фарбування, порошкова фарба має низку безперечних переваг, серед яких міцність і стійкість до корозії, висока швидкість виконання робіт, довговічність, низька витрата матеріалу, відсутність у складі розчинників і безпека для здоров'я людини. Фарбування сприяє утворенню на пофарбованій поверхні захисної плівки, яка запобігає появі подряпин та інших ушкоджень.

Істотним є той факт, що для зберігання складу не потрібно створювати спеціальні умови.

Види порошкових фарб

Порошкову фарбу поділяють на два типи — термопластичні та термореактивні. Перший варіант, у свою чергу, підрозділяється на різновиди в залежності від складу речовини, що лежить в основі складу. Фарбу на основі полівінілбутиралю рекомендується застосовувати для фарбувальних робіт всередині приміщень, а склади на основі полівінілхлориду відносяться до універсальних (для зовнішніх і внутрішніх робіт). Це ж можна сказати і про поліамідні склади, які відрізняються стійкістю до різних зовнішніх впливів.

Існують поліпропіленові порошкові фарби, але цей варіант більше спрямований на захист поверхні, а не на створення декоративного покриття. Основою термореактивних покриттів можуть виступати акрилати, епоксидна смола та інші компоненти. Цей різновид має широку сферу застосування і може використовуватися, в тому числі для фарбування автомобілів.

Що являє собою порошкова фарба?

Порошкова фарба - це дрібнодисперсний порошок із полімерною структурою. До складу таких фарб можуть входити різні компоненти (затверджувачі, смоли), а також речовини, призначені для надання складу кольору. Склад покриття у поєднанні з технологією фарбування здатний надійно захистити металеві вироби від впливу агресивних середовищ та надати йому відмінних естетичних характеристик.

Переваги, вигода, недоліки

Поряд з перерахованими перевагами (міцність, довговічність, екологічна безпека і т. д.), потрібно звернути увагу і на той факт, що цей вид фарби надає великий вибір кольорів та відтінків, тому завжди можливо підібрати потрібний варіант. Що стосується вигоди, то таке фарбування відноситься до економічних варіантів: матеріал використовується практично на 100%, не залишаючи великої кількості відходів.

До недоліків фарби відносять необхідність постійного контролю за фарбуванням в камері і проблематичність проведення робіт при низьких температурах. Додаткові незручності може створити той факт, що кожен колір повинен зберігатися в індивідуальному контейнері. Але в будь-якому випадку порошкова фарба є варіантом, що має мінімум недоліків.

Нанесення порошкової фарби

Для роботи з порошковою фарбою необхідне облаштування цеху фарбування (для цього знадобиться простір площею 100-150 м. кв.). Важливий момент: такий цех не повинен знаходитись поблизу (на відстані менше 5 м) можливих джерел займання. Фарбування порошковою фарбою вимагає ретельного дотримання технології: тільки в цьому випадку гарантується очікуваний результат.

Яке обладнання для порошкового фарбування потрібно за технологією?

Фарбувальні роботи потребують наявності спеціального обладнання. Для того щоб пофарбувати будь-який виріб, знадобляться камера фарбування і піч полімеризації, компресор і розпилювач. Устаткування для порошкового фарбування включає комплекс, призначений для підготовки поверхні до фарбувальних робіт і деякі інші комплектуючі.

На що слід звертати увагу при виборі обладнання для порошкового фарбування?

Придбання спеціального обладнання потребує фінансових витрат, тому при його виборі потрібно враховувати низку важливих факторів, серед яких визначальне значення має на меті його купівлю. Так, представлені на ринку камери фарбування можуть призначатися як для одиничних виробів, так і для організації робіт великого масштабу.

Розпилювач (залежно від камери) міститься у камері або купується додатково. Для побутового використання рекомендується вибирати ручні пістолети. Дорогі варіанти розпилювача охоплюють велику площу поверхні, за рахунок чого час фарбування значно зменшується.

Підготовка до фарбування

Якість і довговічність покриття значною мірою визначаються підготовкою до фарбування. Підготовчі заходи мають на увазі ретельне очищення та знежирення поверхні, проведення захисної обробки та фосфатування (потрібне для покращення адгезії). Нерідко завершує процес пасивування, яке полягає в обробці поверхні нітратами хрому та натрієм (підвищує стійкість до корозії).

Технологічний процес

Безпосередньо перед фарбуванням, виріб, що фарбується, потрібно замаскувати, тобто надійно захистити ті його елементи, які в фарбуванні не потребують. Маскування потрібно і у разі фарбування кількома кольорами. Після проведення підготовчих заходів та маскування приступають до процесу нанесення фарби.

Нанесення фарби

Покриття рівномірно наноситься на поверхню за допомогою розпилювача. Виріб, що піддається фарбуванню, рекомендується заземлювати: це сприяє утриманню частинок на поверхні. Потім пофарбований виріб необхідно помістити в піч (шар повинен оплавитись, на покритті сформується плівка) і охолодити на свіжому повітрі.

Контроль якості покриття

Після вилучення виробу з печі та охолодження покриття стає твердим. Однак транспортувати або експлуатувати його ще рано: для повного завершення процесу необхідно почекати 24 години (за цей час покриття набере максимальної міцності).

Таким чином, вид фарбування, що розглядається, являє собою ефективний спосіб фарбування різних типів виробів. Застосування даної технології дозволяє не лише надати виробу чудового зовнішнього вигляду, але й надійно захистити його від впливу агресивних середовищ.