مقالات

پروسه رنگ الکترواستاتیک (بخش 1)

پروسه رنگ الکترواستاتیک (بخش 1)

رنگ الکترواستاتیک یکی از با دوام ترین لایه های نهایی است که می توان آن را برای محصولات تولیدی صنعتی به کار برد و به دلیل کم بودن ترکیبات آلی فرار، از محافظت در برابر خوردگی بسیار خوبی برخوردار است.

رنگ الکترواستاتیک یک فرآیند خشک کردن نهایی، که برای استفاده از یک ماده رنگ خشک استفاده می شود، می باشد . مواد رنگ از ذرات ریز و رنگدانه های ریز خرد شده برای رنگ ، به همراه سایر مواد افزودنی برای عملکردهای خاص مانند براقیت یا سختی تشکیل شده اند. رنگ الکترواستاتیک خشک به یک نوک تفنگ اسپری وارد می شود، که با یک الکترود نصب شده است تا هنگام عبور از یک منطقه باردار در نوک تفنگ، یک بار الکترواستاتیک به پودر ارائه دهد. ذرات پودر باردار به یک قسمت سطح جذب شده و با جاذبه الکترواستاتیک در آنجا نگه داشته می شوند تا ذوب شوند و در یک رنگ یکنواخت در کوره پخت، ذوب شوند.

از 40 سال پیش و زمان معرفی، رنگ الکترواستاتیک محبوبیت بیشتری پیدا کرده است و اکنون توسط بسیاری از تولیدکنندگان محصولات خانگی و صنعتی متداول، مورد استفاده قرار می گیرد. در آمریکای شمالی، تخمین زده می شود که بیش از 5000 اتمام کننده (تولیدکنندگان محصول نهایی) برای تولید محصولات با کیفیت بالا و با دوام روی طیف گسترده ای از محصولات، از پودر استفاده می کنند. محصول نهایی رنگ داده شده با پودر در برابر خراش، خوردگی، سایش، مواد شیمیایی و مواد شوینده مقاومت می کند و این فرآیند می تواند باعث کاهش هزینه ها، بهبود کارایی و تسهیل رعایت مقررات زیست محیطی (محیط زیست) شود.

از آنجا که مواد رنگ دهنده پودری فاقد حلال هستند، این فرآیند (در صورت وجود) ، ترکیبات آلی فرار (VOC) ناچیزی را در جو منتشر می کند. این سیستم به هیچ سیستم تخلیه، فیلتر یا بازیابی حلال در منطقه مورد نیاز، مانند سیستم های مورد نیاز برای عملیات نهایی مایع نیاز ندارد. هوای خروجی از غرفه پودر را می توان با خیال راحت به اتاق رنگ برگرداند و هوای کمتری از اجاق گاز به فضای بیرون خارج می شود و باعث می شود رنگ الکترواستاتیک به عنوان یک گزینه مطمئن، با محصول نهایی تمیز و با صرفه جویی قابل توجهی در انرژی و هزینه تبدیل شود.

از لحاظ تئوری، 100 درصد اسپری بیش از حد پودر، قابل بازیابی و استفاده مجدد می باشد. حتی با وجود برخی از دست دادن ها در سیستم های فیلتراسیون مجموعه و آویز قطعات، استفاده از پودر، می تواند بسیار زیاد باشد. پودر بیش از حد اسپری شده توسط یک واحد بازیابی، قابل دریافت. ارسال مجدد از طریق سیستم به قیف تنفگ می باشد. پسماند هایی که بوجود می آیند نیز به راحتی و از نظر اقتصادی قابل دفع شدن هستند.

رنگ پودری به زمان خشک شدن با هوا یا تبخیر نیازی ندارد. قطعات را می توان نزدیکتر از برخی سیستم های رنگ مایع بهم متصل کرد و قطعات بیشتری را می توان به طور خودکار روکش زد. بسیار کم اتفاق می افتد که رنگ پودری پخش، قطره قطره یا از روی محصول بریزد، در نتیجه میزان رد (پس زنی) برای مسائل ظاهری محصول، به طور قابل توجهی پایین تر می باشد.

عملیات رنگ پودری در مقایسه با برخی دیگر از فن آوری های روکشی، به حداقل آموزش و نظارت اپراتور نیاز دارد. کارمندان معمولاً کار با پودر خشک را به جای رنگ مایع ترجیح می دهند و اینگونه مشکلات نگه داری و آلودگی های لباسی به حداقل می رسد. همچنین، رعایت مقررات فدرال و ایالت آسان تر می شود، و هم در وقت و هم در هزینه صرفه جویی می شود. به طور خلاصه، رنگ پودری می تواند پنج گزینه اقتصادی، بهره وری، صرفه جویی در انرژی، انطباق با محیط زیست و محصول نهایی عالی، را فراهم کند.

دو نوع رنگ پودری وجود دارد: ترموپلاستیک و ترموستاتیک. پودرهای ترموپلاستیک هنگام اعمال گرما ذوب شده و جریان می یابند، اما پس از خنک شدن و جامد شدن، آنها دوباره دارای همان ترکیب شیمیایی اولیه خود خواهند بود. رنگ های پودری ترموستاتیک نیز هنگام قرار گرفتن در معرض گرما ذوب می شوند، اما سپس از نظر شیمیایی، درون خود یا با سایر اجزای واکنش دهنده پیوند می خورند. رنگ پخته شده دارای ساختار شیمیایی متفاوتی نسبت به رزین اصلی می باشد. رنگ های ترموستاتیک در برابر حرارت پایدار هستند و بر خلاف پودرهای ترموپلاستیک، هنگام گرم شدن دوباره به فاز مایع نرم نمی شوند. پودرهای ترموست را می توان با استفاده از اسپری نیز ایجاد کرد، تا فیلم های نازک تری با ظاهر بهتر از برخی از رنگ های پودر ترموپلاستیک تولید شود.

محرک اصلی در تولید مواد رنگ دهنده پودر، پیگیری یک جایگزین سازگار با محیط زیست برای رنگهای مملو از حلال بود. در پی دستیابی به روشی با قابلیت اسپری شدن و مقدار کم VOC ، دکتر Pieter g. de Lange از هلند، روند ترکیب ذوب داغ را در میکسر تیغه z توسعه داد. این امر باعث سازگاری بسیار بیشتر مواد رنگ پودری شده و فرصتی را برای محصولات ترموست با لایه نازک تر فراهم می کند که می توانند بهتر با رنگ های مایع رقابت کنند. de Lange همچنین روش استفاده از اسپری الکترواستاتیک را برای رنگ های پودر ترموست در سال 1960 ایجاد کرد. وی با استفاده از افزودن هوای فشرده به پودر خشک برای “روان سازی” مواد، توانست اسپری رنگ و تهیه یک فیلم تزئینی را فراهم کند. این روند در دهه 1960 در ایالات متحده آغاز شد و رشد سریع آن ، تا 30 سال آینده ادامه یافت.

پیش تصفیه برای پودر

اولین مرحله در فرآیند رنگ پودر تهیه یا پیش تصفیه قطعات است. محصولی که باید رنگ شود در معرض تمیزکاری و عملیات پیش تصفیه قرار دارد، تا اطمینان حاصل شود که سطوح رنگ داده شده تمیز و عاری از چربی، گرد و غبار، روغن، زنگ زدگی و سایر آلودگی ها هستند. پیش تصفیه شیمیایی به طور معمول در یک سری اتاق اسپری صورت می گیرد. ابتدا قطعات با استفاده از پاک کننده قلیایی، اسیدی یا خنثی تمیز می شوند. در بسیاری از موارد، این قطعه با رنگ تبدیل آهن یا فسفات روی یا یک رنگ تبدیل فلز انتقالی مانند یک محصول اکسید زیرکونیوم ، تحت تصفیه (ترمیم) سطح قرار می گیرد. هر مرحله به طور معمول با یک مرحله شستشو جدا می شود تا مواد شیمایی باقیمانده را از بین ببرد. سیستم های اسپری امکان پیش آماده سازی در طیف گسترده ای از اندازه و پیکربندی قطعات را فراهم می کنند. برای برخی از کاربردها ممکن است از مخازن غوطه وری به جای اسپری استفاده شود.

فرآیند پیش تصفیه خاص انتخاب شده، به ویژگی های رنگ و مواد بستر و استفاده نهایی از محصول رنگ داده شده بستگی دارد. پیش تصفیه هایی که اغلب در رنگ پودری استفاده می شود، فسفات آهن برای فولاد، فسفات روی برای بسترهای گالوانیزه یا فولاد و فسفات کروم یا ترمیم های غیر کروم لایه های آلومینیوم می باشد . علاوه بر فرآیندهای مرسوم فسفات ، گروه جدیدی از فناوری ها ظهور کرده اند که از فلزات انتقالی و مواد آلی فلزی یا سایر گزینه ها استفاده می کنند . این رنگ های تبدیل جایگزین را می توان با حرارت کم یا بدون گرما اعمال کرد و نسبت به فرمولاسیون های معمول فسفات روی یا آهن ، در معرض تجمع لجن در وان پیش تصفیه هستند . نتیجه کارایی عملیاتی بیشتر از نظر هزینه های کمتر انرژی ، کاهش نیاز به فضای سطح و کاهش نیاز به دفع پسمانده ها می باشد . سایر پیشرفت ها شامل سیستم های مهر و موم (بست) غیر کروم است که می تواند باعث بهبود حفاظت در برابر خوردگی در فولاد ، فولاد گالوانیزه و آلیاژهای آلومینیوم شود .

محصولات پیش تصفیه خشک در محل ، مانند آبکشی مهر و موم شده (بسته) روی یک فسفات فلز قلیایی ، می تواند تعداد مراحل مورد نیاز قبل از استفاده از رنگ پودری را کاهش دهد. ترمیم های خشک شده در محل کروم ، روی لایه های چند فلزی موثر است و ممکن است تنها پیش تصفیه مورد نیاز برای برخی از کاربردها باشد . از فناوری های غیر کروم نیز معمولاً استفاده می شود . ترمیم های آلومینیوم غیر کروم با ویژگی های عملکرد عالی با گذشت زمان بسیار محبوب شده اند .

پس از اتمام فرآیند پیش تصفیه شیمیایی ، قطعات در یک اجاق خشک با درجه حرارت پایین خشک می شوند . سپس آماده روکشکاری هستند .

برای بسیاری از وظایف کاربردی، می توان از پیش تصفیه مکانیکی مانند سندجت کاری یا شات بلستینگ استفاده کرد. با استفاده از این روش ، از هوا با سرعت بالا برای هدایت ماسه ، شن یا فولاد به سمت بستر استفاده می شود ، و یک الگوی لنگری روی قطعه ایجاد می شود که چسبندگی روکش پودر به زیر لایه را بهبود می بخشد . تمیز کردن مکانیکی به ویژه برای از بین بردن آلاینده های غیر آلی مانند زنگ زدگی  و اکسید لیزر بسیار مفید می باشد .

از انفجار مکانیکی (Mechanical blasting) می توان به تنهایی یا همراه با یک ماده شیمیایی استفاده کرد . عملیات انفجار ، یک سطح عالی برای اتصال ایجاد می کند ، اما هیچ حفاظت اضافی در برابر خوردگی ، اضافه نمی کند . در بسیاری از موارد ، سطح انفجار ابتدا با یک پرایمر مناسب پوشانده می شود تا محافظ اضافی در برابر خوردگی برای سطوح (فقط انفجاری) ، اضافه شود . پرایمر را می توان با استفاده از ماده حاوی روی بیشتر تقویت کرد .

بخش دوم این مقاله :

بخش 2: پروسه رنگ الکترواستاتیک (بخش 2)

بخش 3: پروسه رنگ الکترواستاتیک (بخش 3)

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *