پوشش رنگ پودری الکترواستاتیک - مزایا و معایب

معرفی رنگ های کوره ای الکترو استاتیک

پوشش های پودری برای اولین بار در اوایل دهه 50 میلادی در ایالت متحده آمریکا حضور یافتند، که صرفاً عبارت بودند از : پودر رزین اپوکسی ، پیگمنت و چند ماده افزودنی دیگر که همگی در مخلوط کن هایی با تیغه Z شکل و یا آسیاب گلوله ای مخلوط و همگن می گردیدند. در سال 1961 یک موسسه آلمانی از اکسترودر همراه با حرارت برای تولید پیوسته خمیر رنگ پودری استفاده کرد که این روش، با وجود سرعت کند واکنش رزین موجود آن زمان پیشرفت بزرگی در جهت افزایش سرعت و حجم تولید محسوب می شد.

در آن زمان روش کاربردی رنگ کوره ای تنها با روش بستر سیال (F.B) بود که در این روش قطعه مورد نظر ابتدا تا دمای مشخصی داغ می شد و بعد در داخل حمامی از پودر های معلق در هوا فرو برده می شد و در نتیجه پوشش ضخیمی از پودر بر روی سطح می نشست. این روش بسیار گران تمام می شد و کاربرد آن به موارد خاصی مانند عایق کاری و یا ایجاد پایداری در برابر خوردگی محدود می شد.

در طی همان سال روش الکترواستاتیک برای رنگ آمیزی با رنگ های پودری توسط کمپانی شل (shell) در انگلستان ابداع گردید و از سال 1962 هم زمان با شروع استفاده از این روش، طی 10 سال رشد بسیار زیادی در صنعت تولید رنگ های پودری مشاهده شد به طوری که در مقایسه با سایر صنایع نوپا چشم گیر بود.

این نوع پوشش ها اگرچه در خاور دور با اسقبال روبرو شد ولی در اروپا و امریکا مورد توجه واقع نشد. علت آن گران قیمت بودن این نوع پوشش های پودری در مقایسه با سایر انواع و نیز عادت کردن بازار مصرف اروپا به رنگ های اپوکسی، پلی استری و هیبریدی بود که باعث شد پوشش های اکریلیک با وجود کیفیت خوب با استقبال رو به رو نشود.

رنگ کوره ای پودری(الکترواستاتیک) چیست ؟

پوشش های پودری (رنگ کوره ای پودری) به گروهی از پوشش ها گفته می شوند که از مخلوط رزین، عامل شبکه ای کننده ،پیگمنت ها و سایر افزودنی ها بدست آمده است. برای تولید این پوشش ها ابتدا مواد اولیه به شکل مذاب با یکدیگر مخلوط می شوند سپس مذاب حاصل سرد می گردد و طی دو مرحله به ذراتی با اندازه بین ده تا صد میکرون تبدیل می شوند.

این پوشش ها برای اولین بار در دهه ی 1950به عنوان پوشش های نوین وارد بازار شدند و تولید آنها روز به روز گسترش یافت. این پوشش ها عمدتاً با استفاده از روش های الکترواستاتیک اعمال می گردند.

رنگ پودری کوره ای متشکل از ذرات ریز و خشک رزین به علاوه رنگدانه انتخابی شماست. پودر رزین از طریق تپانچه پاششی شبیه پیستوله پاشش رنگ مایع اعمال می شود با تفاوت اینکه، تپانچه پاشش و ذرات ریز رزین حاوی شارژ الکترواستاتیکی می باشند. زمانی که  ذرات رزین به قطعه کار پاشش می شود، ذرات به سطح فلز می چسبند. این به خاطر این است که قطعه کار به زمین وصل شده است و ذرات را مثل آهن ربا به خود جذب می کند. ذرات چسبیده به سطح فلز ، در کوره های صنعتی مخصوص تا 200 درجه سانتی گراد پخت می شود. رزین ذوب شده در سطح فلز همجوش شده و ایجاد سطحی یکدست، ضخیم و مقاوم می کند. نتیجه کار سطحی زیبا و براق با مقاومتی بسیار عالی در مقابل مواد شیمیایی، خراش و پوسته شدن و سه برابر مقاوم تر از رنگ های پایه حلال می باشد. رنگ مایع پایه حلال می تواند تحت تاثیر شرایط آب و هوایی مثل دما و رطوبت قرار گرفته و نتیجه کار کیفیت پایین تر، روان شدن و یا سطح پوست پرتقالی باشد. علاوه بر شرایط جوی، مهارت نقاش نیز تاثیر مستقیم در کیفیت خواهد داشت. از آنجایی که رنگ پودری از طریق بارداری الکترواستاتیکی به قطعه کار می چسبد، بدست آوردن یک سطح یک دست و با کیفیت بالا در هر شرایط جوی ممکن می باشد.

رنگ پودری کوره ای پوششی است که به صورت پودر ساخته می شود و پس از پاشش به وسیله دستگاه مخصوص، طی زمانی تعیین شده و با دمایی تعیین شده تحت حرارت قرار می گیرد ذوب و سخت شده و پس از سرد شدن عایقی بسیار مقاوم و با کیفیت بدست می آید، زمان و دمای پخت رنگ های پودر هم متفاوت است و باید طبق دستور کارخانه سازنده باشد که معمولاً 10 تا 18 دقیقه، و دما از 185 تا 230 درجه سانتیگراد متغیر است و در رنگهای روشن دمای پایین با زمان بالا ) برای جلوگیری از زرد شدن) و رنگهای تیره دمای بالا و زمان پایین نیاز دارند.

مزایای رنگ پودری نسبت به رنگهای مایع :

این مزایا به آن میزان قابل توجه بود که به سرعت به عنوان بهترین جایگزین برای رنگهای مایع معرفی شد :

1. حذف کامل حلال ها و ضایعات مواد مصرفی و در نتیجه حفظ محیط زیست از آلاینده ها
2. مقاومت بالا، دوام و عمر طولانی، استحکام و عدم تغییر حالت در برابر شرایط جوی
3. پوشش دهی بالا و ایجاد ضخامت یکنواخت در تمام نواحی و همچنین نفوذ پذیری در نقاط غیر قابل دسترس، گوشه ها و لبه ها
4. ایجاد کاور در مدل های مختلف: چرمی، سمباده ای، چروک، چکشی، ساده، متالیک، ترک با ضخامت های مختلف
5. هر کیلوگرم رنگ، مساحت بیشتری از جسم را می پوشاند.
6. در رنگ پودری، اشتباهات رخ داده شده قابل رفع است .
7. به متخصص و تعداد کارگر کمتری نیاز است.
8. به سیستم تهویه هوای ضعیف تری احتیاج است.
9. بعد از رنگ کردن سطح می توان روی آن کارهای مکانیکی انجام داد.
10. به سلامت افرادی که با پودر کار می کنند، آسیب نمی رساند.

مراحل کامل رنگ آمیزی کوره ای چگونه است ؟

1. شستشو
2. رنگ آمیزی
3. حرارت دهی
4. سرد کردن
5. بسته بندی

دستورالعمل رنگ کاری و حفاظت در برابر زنگ زدگی

الف) به منظور افزایش چسبندگی رنگ و ایجاد پوشش مناسب بر روی سطوح فلز، ضروریت قطعات فلزی بعد از ساخت و قبل از رنگ آمیزی مراحل سه گانه چربی زدایی، زنگ زدایی، فسفاته کاری و سپس کشیدن یک لایه آستری را به عنوان زیرسازی رنگ سپری نمایند.

ب) رنگ کاری: سازنده قطعه با توجه به منطقه ای که قطعه در آنجا نصب می شود، باید نوع رنگ و ضخامت پوشش را انتخاب و به کار برد.

بعد از رنگ آمیزی آزمونهایی بر روی قطعه انجام شده و در صورت موفقیت آمیز بودن این آزمونها، رنگ آمیزی قطعه قابل قبول خواهد بود.

1. شستشو

چربی زدایی

به منظور رفع روغن، چربی،گریس و غبار موجود برروی سطح قطعات که باعث ممانعت نفوذ آب روی سطح قطعه می گردد، عملیات چربی گیری جهت زدودن آلودگی های مزبور صورت می پذیرد:

چربی گیری بصورت سرد: به دلیل وقت گیر بودن و ضعف کیفیت در این صنعت مطرح نمی باشد. در روش الکتریکی حجم سرمایه گذاری اولیه بسیار زیاد است و همچنین با توجه به مصرف الکترولیت ها، مقرون به صرفه و اقتصادی نیست.

طریقه شستشوی گرم با مواد قلیایی: به دلیل کم هزینه بودن، سرمایه گذاری اولیه کم و… در صنایع فلزی بیشتر مورد توجه بوده و امروزه در صنایع قطعه سازی متداول می باشد.

شستشو برای زیرسازی

چربی زدایی با محلولهای قلیایی

آلودگی های چرب روی سطح قطعات فلزی، به وسیله پاک کننده های قلیایی حل شده و تشکیل محلول امولسیونی می دهد. با دور کردن قطعه از محلول امولسیونی، تماس آب با سطح قطعه برقرار شده و قطعه آب پذیر می شود. تأیید و کیفیت چربی گیر های قلیایی به عوامل مختلف از جمله اشکال هندسی قطعه، نوع چربی و غلظت آن، حلالیت چربی بستگی دارد .

معرفی شیوه های چربی گیری :

1. چربی گیری به شیوه پاششی (مورد استفاده در صنعت قطعه سازی (

با توجه به اینکه این روش با استفاده از پمپ و نازل با خروجی 15 تا 20 لیتر در دقیقه صورت می پذیرد، روش سریعی بوده و حدود 5-3 دقیقه طول خواهد کشید .

1. چربی گیری به شیوه غوطه وری

در این روش قطعات درون وان های پر شده از محلول مواد چربی گیر قلیائی )برای خودرو سازی) قرار می گیرند. با تعبیه یک مداد گردشی روی وان، محلول را بطور مداوم به هم زده تا علاوه بر ایجاد یکنواختی در محلول، یک اغتشاش در وان جهت تسریع عملیات چربی گیری ایجاد نماید .

1. رنگ آمیزی

پس از اجرای چربی گیری، زنگ زدائی و فسفاته کاری، بایستی با انتخاب رنگ مناسب و استفاده از روش صحیح رنگ کاری، طول عمر قطعه را بیمه نمود. بدین منظور در شرایط آب و هوایی خنک، حداقل دولایه پوشش و در شرایط مربوط سه لایه پوشش رنگ مناسب می بایست زده شود.

انتخاب رنگ :

با توجه به شناخت گروه رنگ ها و برای انتخاب رنگ مناسب در شرایط جغرافیایی معین، با توجه به دوام مورد نیاز و با استفاده از جدول زیر رنگ انتخاب می شود:

برای دوام بیشتر از 25 سال :

رنگ پلی اورتان، اکلیدی، اپوکسی و پیگمان با میانگین ضخامت 120-100 میکرون

برای دوام بین 10-20 سال :

رنگ اپوکسی کولتاژ- اپوکسی دو جزئی با میانگین ضخامت 150-85 میکرون

ضخامت کم برای محیط هایی با شرایط مناسب و سطح آلودگی پایین و ضخامت بالا برای محیط با شرایط سخت و در مجاورت مواد خورنده شیمیایی و همچنین شرایط مرطوب در نظر گرفته می شود. رنگ قطعه نبایستی براق در نظر گرفته شود.

تأثیر دما و زمان بر انعطاف و سختی رنگ

در رنگهای صنعتی با توجه به حلال ها و سخت کننده های رنگ، دما و زمان مشخصی جهت خشک کردن مورد نیاز است که معمولاً توسط سازندگان رنگ اعلام می شود. برای کاهش زمان خشک کردن و همچنین جهت کامل تر شدن فعل و انفعالات، رنگ را توسط دمای مناسب (180)، در محیط کوره ای خشک می کنند.

به طور مثال در کوره ای بطول 21/5 متر، زمان پخت رنگ 10 تا 12 دقیقه ای در دمای 180 درجه و سرعت حرکت 130cm در دقیقه می باشد.

در دمای بالا، رنگ تا آخرین حد فرورفتگی های سطح خلل و فرج کریستال های نفوذ کرده و باعث استحکام و سختی رنگ می شود .

شیوه های متداول رنگ آمیزی

شیوه های متداول رنگ آمیزی بشرح زیر می باشد :

1. پیستوله بادی
2. پیستوله بدون باد فشار بالا
3. پیستوله الکترواستاتیکی

(شیوه سوم به لحاظ کیفیت بالا در صنعت قطعه سازی پر کاربردترین روش می باشد.)

• رنگ آمیزی با پیستوله بادی با فشار عادی

در این نوع رنگ آمیزی، قطعه تمیز و خشک شده توسط پیستوله بادی معمولی رنگ کاری و سپس جهت خشک کردن وارد کوره می شود. برای ضخامت های بالای رنگ، لازم است قطعه چندین بار رنگ کاری شود. در این روش شیوه نفوذ رنگ روی قطعه خوب نبوده و کنترل ضخامت رنگ در نقاط مختلف سطح امکان پذیر نیست.

رنگ آمیزی با پیستوله بدون باد فشار بالا و پیستونی (ایرلس(

در این شیوه رنگ با هوا تماس نداشته و در یک مخزن بزرگ برای مصرف آماده می شود. مخزن دارای همزن بوده و بوسیله یک گرمکن اتوماتیک، دمای رنگ را ثابت نگه می دارد. رنگ گرم با فشار زیاد بر سطح قطعه برخورد نموده و در فرو رفتگیهای سطح نفوذ می نماید.

در این روش ایجاد ضخامت های بالای رنگ در یک مرحله امکان پذیر می باشد. کنترل ضخامت رنگ در نقاط مختلف سطح امکان پذیر تر از شیوه قبلی است. از نظر اقتصادی برای صنعت قطعه سازی مقرون به صرفه می باشد.

• رنگ آمیزی با پیستوله الکترواستاتیکی با رنگ پودری

در این روش رنگ در مخزنی که در حالت چرخشی می باشد به صورت بالا و پایین و قلیانی سیرکوله می شود سپس توسط یک فشار شکن، رنگ وارد شلنگ های خروجی شده و در سرگانهای پاشش باردار شده و بصورت الکترواستاتیک به قطعه می رسد. (قطعه بار صفر و رنگ بار مثبت دارد.)

قطعه عمل جذب رنگ را تا زمانی که از لحاظ عایقی ضخامت رنگ به حد لازم برسد ادامه می دهد. نتیجتاً ضخامت رنگ در تمامی نقاط قطعه یکنواخت و یکدست بوده و تلفات رنگ بسیار کم می باشد. در این شیوه از لحاظ کیفی بهترین رنگ حاصل می شود ولی از لحاظ سرمایه گذاری و هزینه نگهداری، برای خطوط تولید انبوه پیشنهاد می گردد.

در کلیه شیوه های پاششی نیاز به دستگاه های جذب ذرات معلق می باشد. بوت یا آبشار رنگ، آلودگی هوا را کاهش داده و کیفیت رنگ کاری را بهبود می بخشد.

1. حرارت دهی

چه روش هایی برای حرارت دهی رنگ وجود دارد؟

1. پیش گرما: ابتدا قطعه به اندازه مورد نیاز حرارت داده می شود سپس به روش افشانه  رنگ آمیزی شده و کمتر از 3 دقیقه آماده مرحله سرد کردن می شود.

مزایا:

• چسبندگی بسیار بالای رنگ به قطعه .
• مقاومت بالا در برابر کنده گی (خراش و جدا شدن)
• مناسب برای قطعات داخل آب (جایگزین استیل) و قطعات برای کارکرد در شرایط سخت
• لایه رنگ زیر کار سخت تر از رو کار

معایب :

• نیاز به حرارت بالا (مصرف سوخت و انرژی بیشتر)
• انجام آن به شیوه دستی دشوار است و نیاز به خط اتومات و یا نیمه اتومات دارد.

1. پس گرما: متداولترین روش در ایران است و در آن ابتدا قطعه رنگ آمیزی شده سپس تخت حرارت قرار می گیرد.

مزایا:

• شیوه ساده تری است و آموزش آن به پرسنل راحت تر است.
• به راحتی هم به روش دستی و هم اتومات قابلیت اجرا دارد.
• امکان راه اندازی آن با هزینه های پایین تر هم امکان پذیر است.
• چه به روش اتومات و چه دستی سرعت خروجی بیشتری دارد و تیراژ رنگ آمیزی بالاتری برخوردار است.

1. مشعل پاش: در این روش تفنگ دستگاه در حالی که پودر رنگ را به سمت قطعه کار می پاشد همزمان شعله را به سمت قطعه پرتاب می کند و رنگ را می پزد.

مزایا :

• قابلیت استفاده در نقاطی خارج از شهر
• بدون نیاز به برق ( دارای کمپرسور بنزینی و یا دیزلیست)
• بدون نیاز به کوره

معایب:

• مقاومت بسیار پایین رنگ در برابر کنده گی و خش
• بلند شدن یکپارچه رنگ ( در صورت بلند شدن قسمتی از پوشش بقیه بصورت یکپارچه بلند می شود)
• سرعت عملیاتی پایین ( با اینکه مرحله پخت در کوره حذف شده اما باز هم از دو روش بالا بسیار کندتر است )

1. مادون قرمز:  در این روش ابتدا رنگ آمیزی توسط پیستوله گان و یا ربات انجام می پذیرد سپس قسمت رنگ شده یا قطعه زیر لامپ مخصوص(مادون قرمز )قرار گرفته تا سخت گردد .

مزایا :

• امکان رنگ آمیزی قطعات بزرگتر از سایز ورودی کوره های پخت
• امکان رنگ آمیزی قسمتی از یک قطعه بزرگ
• امکان رنگ آمیزی قطعاتی که به دلیل داشتن مواد قابل اشتعال و یا لوازم و ملحقاتی که با حرارت کوره آسیب می بینند (مانند رنگ آمیزی یک گلگیر اتومبیل و پخت آن بدون آسیب دیدن سایر اجزا)
• امکان اجرا در فضای کوچک و نیاز به لوازم کمتر
• عدم نیاز به کوره

معایب :

• سرعت کار پایین تر
• در صورت نیاز به تیراژ کار بالا هزینه زیادی در بردارد هم جهت خریداری لوازم اضافه و هم مصرف برق بالا
• برای رنگ کوره ای مایع کیفیت خوبی دارد اما برای پودر سطح رنگ خوب اما چسبندگی پایین تری از سایر روش ها دارد ( زودتر خش برمی دارد)

آزمون ها :

برای تشخیص مرغوبیت رنگ و کیفیت عمل رنگ آمیزی ، بایستی آزمون های زیر صورت گیرد :

آزمون کیفیت و مرغوبیت رنگ و عملیات رنگ کاری

قبل از خرید رنگ نمونه ،رنگ باید برای آزمایش ارسال گردد. نمونه برداری در این مورد توسط آزمایشگاه صورت می گیرد . بعد از تأیید رنگ و خرید انبوه ، از محموله های خریداری شده آزمایش های نمونه ای صورت گرفته و بعد از تأیید آزمایشگاه ، رنگ مصرف می گردد .

قطعه بعد از انجام زیر سازی شده و رنگ آمیزی ، برای آزمون به آزمایشگاه فرستاده می شود که مطابق فهرست از پیش تعیین شده بر اساس استاندارد های مشخص روی آن آزمون صورت می گیرد.

مراحل رنگ کاری به صورت شماتیک

• بارگیری قطعات
• شستشو (چربی زدایی ، غبارگیری و...)
• کوره پیش گرمکن
• رنگ آمیزی
• بازبینی نهایی
• تخلیه و بارگیری

 www.kiansanaatco.com

Tel: 02146897025-6