Процесс порошкового покрытия требует трех основных этапов, независимо от типа используемого порошка: подготовка, или предварительная обработка, нанесение и отверждение. Вот обзор каждого этапа. Кстати, порошковая покраска металла в Алматы доступна на странице www.m-laser.kz специализированного сайта.
Подготовка
Для успешного нанесения порошкового покрытия необходима подготовка. С обрабатываемой детали удаляют всю грязь, масло и мусор, поскольку они могут препятствовать адгезии порошка на последующих этапах. Этот подготовительный этап сам по себе может состоять из нескольких этапов, в зависимости от рассматриваемого материала и исходного состояния детали. Первым этапом, как правило, является физическая очистка, при которой деталь подвергается очистке, пескоструйной обработке или промывке с помощью распылителя высокого давления. Это надежно удаляет большую часть физических загрязнений, которые могут присутствовать на детали.
Часто металлические детали подвергаются химической обработке в процессах, называемых фосфатированием и хромированием. При этом металлы погружают в агрессивные кислоты на заранее определенное короткое время, после чего их промывают и погружают в фосфатные или хромовые растворы. Это улучшает последующее сцепление металла с порошком, улучшая чистоту поверхности и эксплуатационные характеристики изделия. Используемые фосфатные и хромовые растворы не являются экологически чистыми. По этой причине многие службы нанесения покрытий заменили их титано-цирконий силанами, которые обладают аналогичной коррозионной стойкостью и свойствами адгезии порошка.
Термочувствительные пластмассы и композитные материалы часто гидрофобны, обладают низкой степенью смачиваемости и имеют низкоэнергетические поверхности. Все эти аспекты отрицательно влияют на адгезию порошка в процессе нанесения порошкового покрытия. Для решения этой проблемы эти материалы подвергаются плазменной обработке, в результате которой на поверхности материала образуются химически активные участки связывания. Теперь эта поверхность смачиваемая и гидрофильная, что обеспечивает идеальные условия для адгезии порошка.
Применение
Нанесение порошка немного варьируется в зависимости от покрываемого материала. Как правило, используется один из трех методов нанесения: электростатический пистолет, электростатический псевдоожиженный слой или электростатическая магнитная щетка.
Электростатический пистолет
При нанесении порошкового покрытия на металлические объекты порошок обычно распыляется на объект с помощью электростатического пистолета, также называемого коронным пистолетом, по наиболее распространенной конфигурации сопла. При этом металлическая деталь электрически заземлена, а распылительная форсунка придает частицам порошка отрицательный электростатический заряд. Частицы распыляются по направлению к металлу либо механически, либо с помощью сжатого воздуха. После попадания в воздух они ускоряются за счет электростатического притяжения между отрицательно заряженными частицами и заземленной металлической поверхностью.
Доступны различные конфигурации распылительных форсунок, каждая из которых подходит для нанесения покрытия на конкретные формы объектов. Это разнообразие обеспечивает точную технологию нанесения покрытия, минимизируя отходы и оптимизируя чистоту поверхности.
После нанесения покрытия происходит отверждение – чаще всего это достигается с помощью высокой температуры. В некоторых случаях металлическую деталь нагревают перед нанесением порошка. При этом порошок расплавляется на поверхности, обеспечивая более однородную отделку поверхности. Когда таким образом наносится слишком много порошка, он может стекать по поверхности, что, по иронии судьбы, приведет к ухудшению качества поверхности.
Электростатический псевдоожиженный слой
Псевдоожиженный слой — это, по сути, емкость с порошком, через которую проходит воздух. Аэрированный порошок ведет себя как жидкость, что позволяет погружать в него детали. В обычном псевдоожиженном слое эта деталь была бы металлической и нагревалась. При погружении в слой порошок плавится и прилипает к детали, после чего происходит обычное отверждение.
Электростатический псевдоожиженный слой похож на обычный псевдоожиженный слой, но в нем больше глубина слоя порошка и в слой добавляется электростатически заряженная среда. Это создает облако электростатически заряженных частиц, плавающих над слоем. Металлическую деталь, на которую наносится покрытие, заземляют и пропускают через это облако, в результате чего отрицательно заряженные частицы прилипают к ее поверхности. После этого происходит отверждение.
Электростатическая магнитная щетка
Покрытие электростатической магнитной щеткой, или EBM, является относительно новым и работает по тем же принципам, что и копировальная машина. Здесь порошок наносится на плоскую поверхность с помощью валика. Это нанесение отличается высокой точностью, позволяя наносить слой толщиной от 5 до 100 микрометров эффективно и с большой скоростью.
Отверждение
Отверждение отличается в зависимости от типа используемого порошка. Для отверждения термопластичных и термореактивных порошков требуется нагрев. Здесь каждый порошок требует воздействия определенной температуры в течение определенного периода времени для достижения желаемых свойств. Традиционно термопластичные порошки отверждались при температуре 200°C в течение десяти минут. Недавно технология с низким уровнем обжига позволила обеспечить надлежащую вулканизацию при 160 ° C в течение десяти минут, снизив производственные затраты и сделав процесс более экологичным.
Поскольку технология низкопекания требует использования катализаторов для обеспечения надлежащего отверждения, они не так устойчивы к окрашиванию, как их аналоги, отвержденные при высокой температуре.
УФ-отверждение по-прежнему требует нагрева для надлежащего отверждения, но при гораздо более низких температурах, чем у термопластов и термореактивных материалов. Время отверждения УФ-порошковых покрытий намного короче, чем у их традиционных аналогов, для этого требуется всего одна-две минуты при температуре 110-130 ° C . Для нанесения УФ-порошковых покрытий используются системы отверждения со светодиодным излучением, которые более экологичны, чем обычные печи для отверждения. Их высокая энергоэффективность в сочетании с требованиями к низким температурам и быстрым временем отверждения порошков, отвержденных УФ-излучением, значительно снижают производственные затраты по сравнению с применением термопластов и термореактивных материалов.
Пистолет для нанесения порошкового покрытия
Обычно для нанесения порошкового покрытия используется один из двух пистолетов для нанесения порошкового покрытия: трибо пистолет или электростатический пистолет, также известный как коронный пистолет. Наиболее часто используется коронный пистолет, который создает отрицательный электростатический заряд на частицах порошка. После получения заряда эти частицы выстреливаются в деталь, на которую наносится покрытие, с помощью сжатого воздуха или механического воздействия.
Коронный пистолет имеет различные конфигурации сопел, что позволяет пользователю легко наносить покрытия различной конфигурации в любой ориентации. Недостатком использования коронного пистолета является его способность к обратной ионизации и эффекту клетки Фарадея. При этом заряженным частицам порошка не удается найти точку заземления на поверхности, на которую наносится покрытие, и, таким образом, они оседают на частицах, уже прилипших к поверхности. Это приводит к неравномерному покрытию, что называется “эффектом апельсиновой корки”.
Трибо пистолет придает частицам порошка положительный электростатический заряд за счет трибоэлектрического трения. При этом частицы порошка перемещаются по тефлоновой трубке внутри пистолета. Трение с этой поверхностью придает заряд, который затем заставляет частицы притягиваться к заземленному металлическому предмету, на который наносится покрытие. Хотя для трибо пистолета требуется другой тип порошка, чем для коронного пистолета, он не страдает теми же недостатками.