Нанесение рисунка на двери и капот автомобиля Ford

     Методы  и способы окраски, т.е. нанесения  защитно-декоративного слоя лакокрасочного материала (ЛКМ) на подлежащую основу, разнообразны, как и сами краски. Каждый год, а то и чаще, фирмы-производители  красок предлагают новые материалы, а фирмы-производители оборудования не отстают от них в разработке соответствующего инструмента для нанесения этих материалов.

     Мы  не будем рассматривать здесь  такие общеизвестные методы, как  нанесение материала кистью, валиком, шпателем, а также экзотические способы: губкой или  полиэтиленовым пакетом и пр.– описание этих методов  Вы найдете у фирм, торгующих специальными строительными красками.

     Важные  показатели

     Качество, или класс покрытия по ГОСТу

     Эффективность, или коэффициент переноса, - количество краски, перенесенное на окрашиваемую поверхность по отношению к общему распыленному объёму, в процентах.

     Скорость нанесения материала, в единицах площади, или количества материала, за единицу времени (кв.м/мин, гр/мин).

     Стоимость оборудования.

     Сложность работы с оборудованием и его обслуживания.

     Итак,

1. Пневматическое распыление и его разновидности:

•            Конвенциональная (стандартная) система

•            Система НА
•            Система HVLP
•            Система Geo
•            Турбо-HVLP

2. Безвоздушное распыления (Airless)

3. Смешанное распыление (Mist-Less)

     Пневматическое  распыление основано на принципе последовательного  дробления струи краски  при  помощи потока воздуха, скорость движения которого многократно превосходит  скорость истечения краски из сопла. Воздушные и материальные сопла чаще расположены соосно, но используются и взаимно перпендикулярный тип их расположения.

     а) У конвенциональных, или стандартных, систем давление воздуха на выходе в распыляющей головке 3-6 бар и, как следствие, очень высокая скорость воздушного потока,  факел окрасочного аэрозоля состоит из капель различного диаметра (от 5 мкм  до 100 мкм), и различной скорости движения в вихревом потоке воздуха. При встрече с окрашиваемой поверхностью лишь 30-40% частиц аэрозоля, имеющие оптимальные размеры  и скорость, остаются на плоскости.

     Мелкие  частицы, их около 50%-60%, быстро теряют скорость. не достигают поверхности и образуют так называемый «туман», сдуваемый  потоком воздуха краскопульта.

     5-10% аэрозоля составляют крупные  капли с высокой скоростью движения, при ударе об окрашиваемую  поверхность они отскакивают, образуя дефекты в плёнке ЛКМ, и сдуваются настилаемым потоком воздуха на соседние участки. Если скорость крупных частиц невелика, сила удара о плоскость недостаточна для преодоления сил поверхностного натяжения капли материала, что приводит к неравномерной толщине слоя краски.

     Таким образом, у стандартных систем при  достаточно высокой скорости работы и удовлетворительном качестве получаемого  покрытия, коэффициент переноса ЛКМ  не превышает 40%.

     Оборудование  в своем «классическом» виде в  настоящее время используется все  реже, однако за последние годы разработаны  «промежуточные» варианты, так называемая

     б) технология HA (High Atomisation) , TransTech, RP и пр., использующая давление на выходе распыляющей головки 1,2-1,4 бар, а также большой объём воздуха в распыляющей головке (до 600 л), что позволило резко, до 79% улучшить показатели эффективности переноса, снизить «туманообразование», сохранив высокую скорость и высокое качество нанесения материала. Правда, пока с одним ограничением: технология не столь “универсальна”, как стандартная или HVLP, т.е. работает с менее широким спектром материалов. Тем не менее, краскопульты НА все чаще используются с автомобильными финиш-красками и лаками, а также базами «металлик» и «перламутр».

     Принципы  работы с данным оборудованием те же, что и с конвенциональным, что облегчает и ускоряет переход  на эти краскораспылители. 

     в) в 1988 году экологи США озаботились  высоким содержанием загрязняющх веществ в курортном воздухе Калифорнии, следствием чего стало принятие Закона Штата Калифорния за номером 1151, помимо прочего содержащего запрет на превышение паров сольвента и окрасочной пыли в воздухе и требующего применение систем HVLP при производстве окрасочных работ. Пример оказался заразительным, и действие закона распостранилось по всей территории США. В дальнейшем этому последовали и страны Западной  Европы.

     Конструкция современных краскораспылителей позволяет  преобразовать небольшой поток сжатого до 2-3 бар воздуха на входе, в больший (600-800 л/мин) объём и меньшее,  0,7 бар, давление на выходе распыляющей головки.

     Это и есть принцип HVLP (Большой Объём-Низкое Давление) при этом воздух имеет низкую скорость истечения из сопла, отсутствует турбуленция, что создает идеальные условия для образования однородного по составу (30-60 мкм) и скорости движения капель аэрозоля и обеспечивает равномерный «мягкий» перенос 65%-75% ЛКМ на окрашиваемую поверхность, с одновременным резким снижением «туманообразования».

     Стабильный, без завихрений, «настил» воздушного конуса позволяет получить высококачественное покрытие при хорошей скорости нанесения

     Хорошие характеристики по качеству, экологчность, низкая себестоимость, простота работы и обслуживания обусловили широкое  применение данного метода  в  автомобильном, авиакосмическом и   мебельном секторах, строительно-отделочных работах и в промышленном производстве.

      г) В 1992 г компания Walcom разработала и запатентовала способ GEO – способ “двойного распыления” с помощью особой микрокамеры дополнительного смешивания ЛКМ с воздухом, т. е дробление идет как бы в два последовательных этапа, что позволяет получить оптимальные (30-60 мкм) размеры частиц окрасочного аэрозоля, обеспечивая идеальное качество, и резко, на 67%, снизить “туманообразование”. Кроме того, работая при тех же параметрах давления (не более 0,7 бар) в распыляющей головке, что и система HVLP, краскораспылители GEO имеют меньший, порядка 220 л/мин на входе, расход воздуха, что значительно экономит ресурсы.

     Краскораспылители системы GEO наносят покрытия с первоклассным качеством и широко используются в автоделе и производстве мебели.

     в) Турбо HVLP подразумевает ещё больший, >800 л/мин, воздушный поток при избыточном давлении не более 0,5 бар, что в полной мере позволяет избавиться от недостатков конвенционального распыления.

     Большой поток воздуха низкой скорости равномерно и мягко атомизирует материал, плавно переносит его к поверхности и прижимает, препятствуя обратному “отбою” краски,  в то же время тщательно прокрашивая криволинейные поверхности и т.н. “мертвые” зоны.

     Немаловажное преимущество метода – отсутствие водоконденсата и паров масла в воздухе, получаемом при помощи турбины-нагнетателя.

     Недостатки - невысокая скорость нанесения  и значительный нагрев воздуха вследствие его трения о лопатки турбины, что может вызвать “схватывание”  материала в дюзе во время работы.

     Метод Турбо HVLP –его ещё называют “пневматической кистью”, широко используется в современном производстве дорогой мебели, музыкальных инструментов, т.е. там, где приходится работать с материалами различной - от 15 до 160 сек вязкости, и получать покрытие наивысшего качества при коэффициенте переноса до 80%-85%.

     2. Безвоздушное распыление  (AIRLESS)

     -это  не окраска в вакууме, как может показаться из названия метода, а распыление материала без участия воздуха в качестве рабочего тела, т.е. дробление краски происходит вследствие продавливания её под высоким, от 40 до 500 бар, гидравлическим давлением через сопло специальной формы, с очень высокой скоростью. При трении об окружающий воздух струя краски распадается на разнокалиберные капли, одновременно теряя скорость, и оседает на окрашиваемой поверхности.

     Метод достаточно специфичен, поскольку не позволяет получить покрытие высокого класса вследствие неоднородности частиц окрасочного аэрозоля, кроме того, величина, форма факела и расход материала строго заданы размерами дюзы и не регулируются в процессе работы.

       Но есть и явные преимущества:

• Основное - возможность наносить составы любой, даже очень большой, вязкости
• очень высокая скорость работы – количество распыляемого материала может измеряться десятками литров в минуту!

     Преимущества и недостатки данного метода обусловили сферу применения оборудования данного типа - это строительно-отделочные, особенно фасадные, работы, огнезащита, судостроение, защита металлоконструкций от коррозии, гидроизоляция, нанесение дорожной разметки и т.п.

     3. Смешанное распыление (Mist-Less)

       как избавиться от недостатков,  свойственных безвоздушному распылению, сохранив его преимущества? Правильно,  совместить безвоздушный и воздушный  способы распыления. Эта идея  была реализована в технологии, получившей название смешанного, или комбинированного распыления, также его называют безвоздушным распылением в воздушном конусе, безвоздушным распылением с воздушной поддержкой. Идея такова: окрасочный аэрозоль, полученный безвоздушным распылением, подвергается дополнительному тщательному дроблению воздушным потоком, подаваемым непосредственно в факел. Дополнительно, через отдельные воздуховоды, происходит образование воздушного конуса, формирующего факел и без потерь доставляющего краску к поверхности.

     Таким образом, характеристики факела при  смешанном распылении приближаются к таковым у получаемого методом  пневматического распыления – высокое качество покрытия, высокий коэффициент переноса, при сохранении свойственных безвоздушному методу преимуществ –высокой скорости и возможности нанесения составов любой вязкости.

     Это-то и позволило с успехом применить  данный метод при поточном производстве мебели, промышленной финиш-окраске, в  аэрокосмической области, при окраске  строительных, сельскохозяйственных и других крупногабаритных машин, станков и оборудования.

     В заключение данного раздела можно  привести сводную таблицу характеристик  вышеуказанных методов окрашивания