Вибір устаткування для якісного лако-фарбувального покриття столярно-будівельних виробів

Технологічний процес нанесення лако-фарбувального покриття

Дзюпін О. Вибір устаткування для якісного лако-фарбувального покриття столярно-будівельних виробів // Витрина. 2001. №1. C.53-56

Надзвичайно важливими є спосіб і якість підготовки поверхні, вибір фарби/лаку (надалі фарби), кількості і товщини шарів покриття, якісного устаткування, а також знання принципів його вибору, правильної експлуатації і можливих наслідків при його невірному застосуванні.

У сучасній техніці лакофарбування будь-яких виробів найбільш широко застосовується метод розпилювання під високим тиском, який називається гідродинамічним або методом AIR-LESS. Тому зупинимось саме на ньому.

Для правильного вибору лакофарбового устаткування необхідно визначитись, які вироби і чим будуть покриватись, у якій кількості і в яких умовах.

Для того, щоб розпилити фарбу, в тому числі великої в'язкості, необхідно її ?проштовхнути? під відповідно високим тиском через достатньо малий отвір сопла. Дуже висока швидкість проходження фарби через сопло під дією тиску кількох сотень бар і стиснення фарби у соплі діаметром, що становить десяті долі міліметра, дають ефект подрібнення фарби на дуже малі частинки.

Кожний виробник чи постачальник лако-фарбових виробів подає у технічному описі параметри їх нанесення. Наприклад, це є інформація типу: розмір сопла ? 0,018? або 0,46 мм, тиск 150 бар. Дуже важливо розуміти, що це є тиск саме у соплі, а не на виході з пневмоциліндра насосу! Рідше зустрічається інформація про асортимент сопел, можливих до застосування.

Розмір сопла, необхідний для використання даної конкретної фарби, залежить від розмірів компонентів фарби: пігментів, наповнювачів. Необхідно звернути увагу на те, що отвори сопел повинні бути дуже малими, а наповнювачі сучасних і дуже ефективних фарб мають різні розміри і форми. Тому необхідно підбирати сопла з таким розміром отвору, щоб через нього проходили всі компоненти фарби.

Аналогічний підхід повинен бути до вибору фільтрів високого тиску, які необхідно встановлювати у лако-фарбувальному пристрої.

Фільтри захищають сопло від попадання компонентів фарби, розміри яких перевищують нормативні, дрібних сторонніх частинок, які можуть потрапити у фарбу або утворитися у шлангах внаслідок невірної експлуатації. Фільтри високого тиску не повинні бути занадто щільними, щоб не відділяли від фарби складових компонентів і часто не забивались, або не пробивались.

Для розпилення фарби пристрій всмоктує її з ємкості і подає під високим тиском до сопла. Сучасні фарби забезпечують високоякісне покриття і стають все кращими з точки зору екології, але все більш складними для нанесення (аплікації), бо мають у складі щораз менше розчинників і відповідно мають більшу в'язкість. Враховуючи незначне розрідження при всмоктуванні фарби, необхідно так підбирати всмоктуючий фільтр, щоб він не створював надмірного опору для поступання фарби і одночасно затримував всілякі забруднення. Тепер у свіжовідкритих упаковках фарби вже не зустрічаються, як раніше, пісок, камінці, сірники чи окурки, однак до цього часу у фарбі бувають незначні забруднення, які не повинні потрапити до пневмоциліндра насосу і, тим більше, до сопла.

Велика в'язкість фарби створює опір не тільки при проходженні через насос, але, в першу чергу, при проходженні через шланг високого тиску між насосом і пістолетом. Враховуючи, щовирішальним для якості лако-фарбового покриття є тиск фарби у соплі, а не на виході з насосу, необхідно при виборі устаткування і режимів нанесення покриття враховувати падіння тиску у шлангах високого тиску, яке може складати 30-40% в залежності від густини фарби, довжини і діаметру шлангу. Тобто, бажано мати ?запас? у надлишку тиску, який створюється насосом, і застосовувати шланги високого тиску з достатнім діаметром. Необхідно також мати на увазі, що всі насоси двосторонньої дії мають спільний недолік: у момент знаходження поршня у двох кінцевих точках ходу наступає короткочасне падіння тиску, що може викликати пульсацію струменю розпилюваної фарби. Застосування довгих шлангів достатнього діаметру створює демпфер тиску, який зводить до мінімуму ці пульсації.

Застосування фарб високої в'язкості може викликати певні складності, яких бажано уникати. Найпростішим рішенням є розбавлення фарби розчинником, що у деяких випадках є необхідним, однак має цілий ряд недоліків:

? погіршення якості покриття, зменшення щільності покриття;

? зайві витрати коштів на розчинник;

? збільшення часу висихання фарби;

? необхідність додаткових витрат на витяжну вентиляцію;

? небажані екологічні наслідки випаровування розчинника у навколишнє середовище.

Кращим рішенням є зменшення в'язкості фарби за рахунок її підігріву. Для цього у складі лакофарбувального агрегату використовуються спеціальні підігрівані, які нагрівають фарбу до температури 60-80?С. Важливо, що підігріта фарба знаходиться тільки у насосі, шлангах і пістолеті, а після розпилення фарба миттєво охолоджується внаслідок зменшення тиску і контакту з повітрям. У момент контакту фарби з поверхнею виробу температура нанесеного шару фарби дорівнює температурі навколишнього середовища. Тому в цьому випадку можливим є нанесення грубішого і більш щільного шару фарби. В результаті можна отримати кращий ефект, ніж при застосуванні фарби, розведеної розчинником. Можливість підігріву фарби бажано з'ясувати у її виробника або постачальника.

При неправильному застосуванні та виборі устаткування лакофарбувальних пристроїв можна одержати неякісне покриття.

Вибір сопла

При поганому розпиленні фарби не можливо забезпечити рівномірне покриття. Якщо сопло ?пише?, то навіть найкращий фахівець не доб'ється рівномірної товщини покриття. При застосуванні сопла із занадто великим отвором для хорошого розпилення необхідно подавати фарбу під більшим тиском. В результаті використовується більша кількість фарби. Це ще припустимо, якщо велика і плоска поверхня покривається шаром більшої товшини, наприклад, 150 ? 200 мікронів. Але уявіть собі, яке необхідно мистецтво, щоб нанести якісне покриття на вузькі конструктиви арочного вікна, які зходяться під різними кутами, або у важкодоступних місцях, коли з сопла пістолету подається 2-3 літри фарби за хвилину! У результаті не всі фрагменти буде покрито, або місцями буде нанесено покриття надмірної товщини, або, що буває найчастіше, і перше, і друге.

Аналогічна ситуація і з другим параметром сопла ? кутом розпилення. Кожне сопло для нанесення гідродинамічного покриття характеризується шириною розпиленого струменю фарби, що популярно називається кутом розпилення сопла (цей параметр описано першою цифрою у символі сопла, наприклад, символ 415 означає сопло з кутом розпилення 400 і розміром отвору 0,015?). Якщо до покриття вищезгаданої конструкції вікна застосовувати сопло з кутом розпилення 800, то ширина струменю фарби на віддалі ЗО см від пістолету складе 40 см, отже більше половини розпиленої фарби не потрапить на робочу поверхню. Частина фарби потрапить на свіжопокриту поверхню, створюючи покриття більшої товщини. Загальновідомо, що черговий шар фарби можна наносити тільки через певний час після просихання попереднього шару, а при його нанесенні на невисушений попередній шар погіршується зчеплення фарби і погіршується зовнішній вигляд покриття. Частина фарби, що не попала на робочу поверхню, зтече по водяній завісі, або осяде на підлозі чи стінах приміщення.

Отже, правильний вибір сопла до виконання конкретної роботи визначається за характеристиками фарби, а також формою і розміром поверхні. Застосування занадто великого сопла призведе до надлишкової витрати фарби і подорожчання процесу лакофарбування.

Своєчасна заміна сопла

Окрім правильного вибору сопла важливим є питання своєчасної заміни зношеного сопла. При покритті одним соплом 300-400 літрів типової епоксидної фарби отвір сопла збільшується приблизно на 0,025 мм (5%). При цьому збільшення продуктивності навіть на 0,1 літра за хвилину погіршує якість розпилення. Це явище виникає поступово, тому його важко запримітити. Невчасна заміна сопла ускладнює отримання рівномірного покриття, невиправдано збільшує товщину покриття і може призводити до напливів фарби.

Ще однією умовою правильної роботи підібраного сопла є застосування відповідних фільтрів.

Фільтр високого тиску

При застосуванні недостатньо щільного фільтру високого тиску сопло буде забиватись. Струмінь фарби раптово буде змінювати форму, у випадковий спосіб буде змінюватись продуктивність, поки сопло не заб'ється остаточно. Що робити у такій ситуації? Змивати нанесене покриття і наносити заново, чи поправляти неякісне покриття? Окрім очевидних технічних недоліків покриття: нерівномірності, потьоків, пропусків та таких організаційних недоліків, як час фарбування, кошти, додаткові операції, та зіпсована фарба, додається негативний психологічний аспект. Оператор весь час мучиться із соплом, що забивається, і не може зосередитись на виконанні своєї роботи.

Всмоктуючий фільтр

При застосуванні недостатньо щільного всмоктуючого фільтру забруднення може потрапити у насос, що призведе до змін параметрів розпилення. Струмінь розпиленої фарби буде раптово змінюватись так само, як при забиванні сопла. Можуть появитись пульсації тиску, що проявляється у завуженні струменю розпиленої фарби у моменти проходження крайніх положень поршнем насосу. Пульсації тиску фарби також можуть проявитись при занадто щільному, або забрудненому всмоктуючому фільтрі. Нерівномірність роботи агрегату спричиняє підвищений опір всмоктуванню фарби.

Створення відповідного тиску і подача фарби до сопла

Лакофарбувальний агрегат повинен за конкретних умов забезпечити високий і рівномірний тиск фарби у соплі.

Одним з основних технічних параметрів лакофарбувального агрегату є коефіцієнт підсилення тиску. Цей параметр визначає можливий тиск фарби в залежності від тиску стисненого повітря, яке приводить у дію агрегат. Наприклад, при коефіцієнті підсилення 66:1 і приводі стисненим повітрям 5 бар, отримуємо на виході з насосу тиск фарби 330 бар. Вибір агрегату з відповідним коефіцієнтом підсилення дозволить отримати тиск, потрібний для даної фарби. Для якісного розпилення і нанесення покриття вирішальним є не тиск на виході з насосу, а тиск фарби у соплі під час розпилення. Тому агрегат повинен забезпечити надлишок тиску, щоб після подолання опору фільтру високого тиску, шлангу і пістолету був тиск, потрібний для проходження фарби через сопло. Оскільки процес розпилення фарби є динамічним, важливим є тиск у соплі при відкритому пістолеті.

Привід агрегату

На якість розпилення впливає не тільки тиск стисненого повітря, але і його кількість. Тому розмір і продуктивність компресора, а також шланг подачі стисненого повітря до агрегату впливають на його роботу і якість фарбування. При недостатньому тиску, чи витраті повітря, або при заниженому діаметрі шлангу подачі стисненого повітря до агрегату буде спостерігатисть значна пульсація тиску фарби у соплі.

Кожен агрегат оснащено пристроєм підготовки повітря, яким регулюється тиск стисненого повітря, що приводить агрегат. Якщо тиск фарби у пістолеті і соплі є завеликим, зростає продуктивність нанесення фарби, що ускладнює процес якісного нанесення покриття і збільшує витрати фарби, а кожне натиснення курка пістолету спричиняє ?віддачу?, в результаті якої прецизійне оперування пістолетом стає неможливим. При виборі устаткування необхідно також враховувати мікроклімат приміщення, у якому проводиться лакофарбування. Наприклад, якщо агрегат працює у холодних умовах і без осушування стисненого повітря з компресора, то він може замерзати в результаті сильного охолодження при розширенні стиснутого повітря.

Таким чином, можна узагальнити основні технічні причини виникнення неякісного покриття.

Неправильне розпилення фарби:

? занадто низький, невірно виставлений тиск фарби у соплі;

? невірно підібраний коефіцієнт підсилення агрегату;

? невірно підібране сопло. Нерівномірна товщина покриття:

? нерівномірна робота насосу подачі фарби, пульсація;

? занадто велика продуктивність;

? обмерзання агрегату;

? падіння тиску стисненого повітря. Деякі з цих недоліків усуває застосування лакофарбового пристрою AIR-COMBI, який дає менш жорсткий струмінь фарби і може працювати на менших значеннях тиску фарби?до 150 бар.