الطلاء الالكتروستاتيكي - التصميم ومبدأ التشغيل
حصل البخاخ الكهروستاتيكي على براءة اختراع لأول مرة بين عامي 1941 و 1944 من قبل العالم والباحث الأمريكي هارالد رانسبرج. قبل أن يحصل على براءة اختراعه وبعد أن حصل على براءة اختراع للإصدارات الأولى منه ، أجرى رانسبيرغ تجارب مكثفة في المختبر ، واتقن طريقة تطبيق الطلاء الكهروستاتيكي التي اخترعها.
لذلك ، في عام 1951 ، حصل المخترع على براءة الاختراع الأمريكية 2697411 لجهاز لتطبيق الطلاء بالرش الكهروستاتيكي ، والذي أصبح نموذجًا أوليًا للأدوات الحديثة. في نفس السنوات ، أسس Harald شركة Ransburg ، التي لا تزال تعمل في إنتاج وتحسين معدات الطلاء الكهروستاتيكي.
في الأساس ، الطريقة هي كما يلي. يتم رش المادة السائلة الخاصة بالطلاء والورنيش كالمعتاد بواسطة بخاخ ، ولكن بشرط إضافي واحد. عند المرور عبر مسدس الرش ، يتم شحن الطلاء ، عند ملامسته لقطب كهربائي خاص بالقرب من فوهة مسدس الرش ، إلى جهد سلبي مرتفع يصل مستواه إلى 100000 فولت.
بعد الخروج من الفوهة ، تندفع جزيئات الطلاء سالبة الشحنة في اتجاه خطوط المجال مجال الكهرباء الساكنة لمنتج الطلاء المؤرض. أي ، يتم تطبيق جهد عالي بين مسدس الرش والمنتج المراد طلائه.
يتم رش الطلاء بمساعدة الهواء المضغوط ، أي طريقة تعمل بالهواء المضغوط أو الرش اللاهوائي ، حيث يتم دفع الطلاء المضغوط عبر فتحة الفوهة. هذان هما نمطا الرش التقليديين لتطبيق الطلاء الالكتروستاتيكي. هناك أيضًا أنظمة مشتركة.
علاوة على ذلك ، فإن جزيئات الطلاء ذات الشحنة المتساوية المتطايرة من الفوهة تتنافر وفقًا لقانون الكهرباء الساكنة ، وتشكل بشكل طبيعي شعلة طلاء. يتم دفع شعلة الجسيمات بواسطة قوى الجذب الكهروستاتيكي للجزء المؤرض ، وتغطي الجسيمات ، التي تتحرك على طول خطوط شدة المجال الكهروستاتيكي ، الجزء بشكل موحد. على هذا النحو ، لا يوجد تأثير ضباب الحبر ، ومعامل نقل مادة الطلاء والورنيش على المنتج يصل إلى 98٪.
تتيح لك طريقة التطبيق هذه توفير مواد الطلاء والورنيش بشكل كبير ، وبشكل عام ، تسريع عملية الطلاء بشكل كبير. عند طلاء الأشياء الكبيرة ، مثل الأنابيب ، بالطريقة المعتادة ، يجب قلبها عدة مرات أثناء عملية الطلاء بحيث يكون الطلاء مستقرًا بشكل متساوٍ وعلى جميع الجوانب.
ولكن مع التطبيق الكهروستاتيكي ، يعد هذا بالفعل غير ضروري ، حيث تتحرك جزيئات الطلاء المشحونة على طول خطوط المجال الكهربائي من تلقاء نفسها ، وتنحني حول المنتج من جميع الجوانب ، ويمر مرة واحدة بمسدس الرش للحصول على الجودة العالية اللازمة نتيجة.
تختلف البنادق الكهروستاتيكية ، ولكن لها أيضًا شيء مشترك مع مسدسات الرش التقليدية. بادئ ذي بدء ، مبدأ القنوات التي تقوم بالطلاء هو نفسه. يكمن الاختلاف في وجود إلكترود لدى البعض وفي غياب البعض الآخر لشحن مادة الطلاء والورنيش وكذلك الجهد العالي الذي يزود النظام بجهد العمل اللازم.
جسم مسدس الرش الكهروستاتيكي ، على عكس المعتاد ، ليس مصنوعًا من الفولاذ أو الألومنيوم ، ولكنه مصنوع من البلاستيك المركب الذي يحتوي على أجزاء موصلة وعازلة ، بحيث يكون العامل محميًا إلى أقصى حد من الصدمات الكهربائية العرضية.
يمكن أن يكون نظام الجهد العالي لمسدس إلكتروستاتيكي كلاسيكيًا أو متسلسلًا في التصميم. يتضمن المخطط الكلاسيكي توفير جهد عالي من خلال كابل من مصدر (محول جهد عالي) إلى البندقية ، مما يجعل الأداة خفيفة وسهلة الاستخدام ، حيث لا توجد إلكترونيات في الهيكل.
حماية إلزامية ماس كهربائى. مثل هذا الرذاذ أرخص وأسهل في الإصلاح. عيب المخطط الكلاسيكي هو الجهد غير المستقر للإلكترود ، وعدم وجود مفتاح على البخاخات.
تشير الدائرة المتتالية إلى وجود محول جهد مدمج في الأداة (مباشرة في المرذاذ). يتم تشغيل المسدس بجهد 12 فولت تيار مستمر عبر كابل جهد منخفض ، ويتم الآن رفع الجهد داخل الأداة إلى مستوى مقبول للتشغيل.
لا يمكن إنكار مزايا الدائرة المتسلسلة: الجهد المستقر ، وتوحيد الشحن ، والقدرة على ضبط جهد الأداة ، ووجود مفتاح في متناول اليد. العيوب هي زيادة الوزن والسعر الأعلى.
تنقسم أنظمة الطلاء الالكتروستاتيكي إلى آلي ويدوي. يمكن أن تكون كل من هذه وغيرها ، كما هو مذكور أعلاه ، بدون تهوية أو مجتمعة أو تعمل بالهواء المضغوط. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأوتوماتيكية هي أيضًا قرص عالي السرعة ، والأكواب اليدوية منخفضة السرعة. سنتحدث عن ذلك لاحقًا.
في الحالة المعتادة ، يحدث الرش كما هو الحال مع مسدسات الرش التقليدية - تعمل الرشاشات الكهروستاتيكية الخالية من الهواء والمركبة والهوائية في المرحلة الأولية ، ولكنها توفر اقتصادًا في الطلاء ومعامل نقل مرتفع - يصل إلى 90٪ - بسبب تأثير القوى الكهروستاتيكية .
لكن مع البخاخات والأقراص ، يحدث كل شيء بشكل مختلف قليلاً: يحدث الانحلال هنا بسبب قوى الطرد المركزي عندما يدور القرص أو الكوب على المرذاذ. يتم تطوير الدوران من خلال عمل هواء مضغوط على الكوب أو القرص ويتم تطبيقه عن طريق العمل الكهروستاتيكي. هذا يحقق نقل ما يصل إلى 98٪ من مادة الطلاء والورنيش.
تتمتع رشاشات الأكواب المحمولة باليد ذات السرعة المنخفضة بسرعة دوران للأكواب تبلغ 600 دورة في الدقيقة فقط ، وعلى الرغم من أنها توفر نقل طلاء بنسبة 98٪ ، إلا أنها لا تُستخدم على نطاق واسع في المصانع الكبيرة لأن إنتاجها منخفض ، بحد أقصى 200 مل من الطلاء لكل دقيقة.
ومع ذلك ، في الصناعات الصغيرة ، خاصة عند طلاء الشبكات المعدنية ، فإن الرشاشات الكهربائية المحمولة باليد تحظى بشعبية كبيرة بسبب اقتصادها وكفاءتها.
رشاشات الطلاء الأوتوماتيكية عالية السرعة للقرص ، مع نفخ الهواء المضغوط حول محيط الشعلة لتضييقها ، لها سرعة دوران للقرص تصل إلى 60،000 دورة في الدقيقة ولديها إنتاجية أعلى بشكل ملحوظ مع كفاءة نقل عالية (تصل إلى 90٪). تستخدم هذه المرشات الكهروستاتيكية على نطاق واسع في الصناعة ، على سبيل المثال ، في طلاء أجزاء جسم السيارة ، والأجهزة المنزلية ، والهياكل المعدنية مثل الأثاث ، إلخ.
لديها طريقة الطلاء الكهروستاتيكي وظلالها المميزة. أولاً ، إنها وظيفة عالية الجهد. بالطبع ، ميزة نقل ما يصل إلى 98٪ من المواد مهمة للغاية ، ولكن هناك أيضًا قيود تقليدية هنا.
يجب أن تتمتع مادة الطلاء والورنيش بحد أدنى معين من المقاومة بحيث يمكن شحنها بشكل كاف بعد المرور بالقرب من القطب الكهربائي عالي الجهد ، وإلا ستنخفض جودة اللون ، على سبيل المثال ، لا يؤدي وجود الغبار المعدني في تكوين المينا أكثر - تأثير جيد على جودة اللون.
المواد المخففة بالماء خطيرة بسبب قصر الدائرة. وفي الوقت نفسه ، المعدات الحديثة لا تقف مكتوفة الأيدي ، فهي تتحسن ، وهذه القيود لم تعد عقبات لا يمكن التغلب عليها للرسم.
بشكل منفصل ، يجب أن يقال عن خصائص الأسطح المطلية. لا يمكن طلاء المواد غير الموصلة ، مثل الخشب أو البلاستيك أو المطاط ، ببساطة ، يلزم عمل تمهيدي إضافي. أولاً ، يتم وضع مادة أولية موصلة أو ترطيب المادة ، ثم يتم تطبيق الدهان إلكتروستاتيكيًا.
شكل الكائن المراد رسمه مهم جدًا أيضًا.نظرًا لأن جزيئات الطلاء ، المشحونة والمتحركة على طول خط المجال ، تندفع نحو المنتج بشكل أساسي في اتجاه أكثر مناطقه مشحونة ، فلن يكون من الممكن الطلاء فوق الفراغات أو الجيوب ، لأنه لن يكون هناك مجال كهربائي تقريبًا فيها سوف يعمل تأثير قفص فاراداي. على العكس من ذلك ، سيتم تلوين الإسقاطات الحادة بشكل أفضل ، حيث ستكون شدة المجال الكهربائي بالقرب منها هي الأكبر.
ومع ذلك ، هناك طريقة للخروج. يمكن طلاء الجيوب والفواصل ، لذلك فهي ببساطة تقوم بإيقاف تشغيل الجهد العالي والطلاء مثل مسدس الرش التقليدي الذي يعمل بالهواء المضغوط أو بدون هواء. كل هذه الفروق الدقيقة مهمة في الاعتبار.
تتكون تركيبات الطلاء الكهروستاتيكي من الأجزاء التالية: مسدس الرش ، مصدر الجهد العالي ، الخراطيم لأغراض مختلفة (للهواء والطلاء) ، كابل الطاقة ، كابل التأريض ، المضخة ، الخزان.
يجب تأريض التثبيت بشكل موثوق قبل بدء العمل. كمصدر للجهد العالي ، يمكن استخدام كل من الشبكة الكهربائية ومصدر آخر للطاقة ، ولا سيما مولد جهد هوائي ثابت متنقل للتشغيل المستقل للتركيب في حالة عدم وجود شبكة تقليدية.
من الجدير بالذكر أن تقنية الطلاء الكهروستاتيكي قد تحسنت باستمرار على مدى عقود منذ أن اخترع Ransburg أول مسدس رش إلكتروستاتيكي. حتى اليوم ، تحل اللوحة الكهروستاتيكية بجدارة محل التكنولوجيا الأكثر اقتصادا لتطبيق الدهانات والورنيش ، والتي تحقق أقصى قدر من نقل الطلاء إلى المنتج.
هنا ، يتم تقليل كمية النفايات إلى الحد الأدنى ، لذلك في كل من الإنتاج الصغير الحجم والمؤسسات الصناعية الكبيرة ، في المصانع ، تحظى اللوحة الكهروستاتيكية بشعبية كبيرة اليوم.