Методы нанесения лакокрасочных материалов в промышленных условиях

В современной промышленности применяются несколько основных способов нанесения лакокрасочных материалов (ЛКМ) водно-дисперсионного типа на выпускаемые изделия. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Узнать о том, какие способы нанесения ЛКМ существуют и каковы их плюсы и минусы, вы сможете из этого обзора.

• 1. Безвоздушное распыление
• 2. Пневматическое распыление
• 3. Пневматическое распыление с использованием воздуха низкого давления
• 4. Комбинированное распыление

Безвоздушное нанесение краски

При реализации этого метода обеспечиваются следующие преимущества:

• лакокрасочный материал может наноситься одним слоем, имеющим относительно большую толщину. Благодаря этому снижается трудоёмкость процесса;
• коэффициент потерь составляет 40% (значение массопереноса, таким образом, равно 60%). Потери на образование тумана при безвоздушном распылении краски на 20% меньше, чем в случае, если применяется пневматический способ;
• границы факела, образуемого ЛКМ, имеют чёткие очертания, благодаря чему процесс окрашивания можно контролировать с высокой точностью. Форма факела зависит от конструкции сопла;
• вязкость используемой краски может быть достаточно высокой;
• капли краски имеют относительно большой размер. Относительно велика и скорость движения капель. Благодаря этому за одно и то же время при нанесении краски безвоздушным способом на поверхность изделия поступает больше материала, чем при применении пневматического метода. В результате значительно растёт производительность труда (это преимущество особенно ярко проявляется при нанесении краски на поверхности, имеющие большую площадь);
• окрасочные камеры при реализации способа, о котором идёт речь, загрязняются гораздо меньше, чем при использовании пневматического способа.

Нанесение ЛКМ безвоздушным методом имеет и недостатки:

• краска расходуется весьма интенсивно, поэтому метод неэффективен для окрашивания мелких изделий. Распыление в безвоздушном пространстве, как правило, применяют при необходимости окрасить изделия простой конфигурации, имеющие крупные или очень крупные размеры;
• метод неприменим или применим с ограничениями в случае, если в лакокрасочном материале имеются частицы наполнителя и пигмента больших размеров, склонные к выпадению в осадок;
• безвоздушное окрашивание неэффективно при малом общем объёме краски или необходимости часто менять её вид или цвет;
• при выполнении промышленной окраски с использованием безвоздушного метода нельзя менять ширину факела и регулировать расход краски. Метод, таким образом, неэффективен для окрашивания изделий, имеющих сложную форму, поскольку при этом на поверхности изделий появляются потёки, а потери ЛКМ существенно увеличиваются;
• безвоздушный способ не позволяет регулировать форму веера (специалисты могут лишь установить ту или иную головку до начала процесса окрашивания);
• значение давления при реализации безвоздушного способа достигает 150-180 бар, вследствие чего быстро изнашиваются форсунки;
• наконец, оборудование, которое используется для безвоздушного нанесения краски, имеет высокую стоимость.

Пневматическое распыление краски

Использование этого способа нанесения ЛКМ позволяет специалистам оценить по достоинству следующие преимущества:

• возможность наносить практически все существующие разновидности лакокрасочных материалов без каких-либо ограничений (в частности, связанных с размерами частиц);
• возможность качественного окрашивания предметов любой формы и размеров;
• возможность создания покрытий, относящихся к любому классу по такому критерию, как внешний вид (согласно ГОСТ 9.032-74). Пневматическое распыление краски используется в том числе и для создания покрытий, относящихся к I классу;
• плёнка, образующаяся на поверхности изделий при использовании рассматриваемого способа, имеет равномерную толщину;
• объём ЛКМ может быть минимальным;
• форму факела и объём подаваемой краски можно оперативно регулировать;
• пневматическое распыление краски – универсальный метод: его можно использовать в любых условиях. Он применим как при эксплуатации автоматизированных производственных линий, так и при ручном окрашивании;
• оборудование, используемое для пневматического окрашивания, имеет доступную стоимость, невелики и расходы на его обслуживание. Оно имеет простую конструкцию и отличается надёжностью и долговечностью.

К числу недостатков пневматического окрашивания относятся:

• неизбежное загрязнение воздуха аэрозолем из ЛКМ и, как следствие, необходимость его очистки (для этого используются разные виды фильтров);
• высокие потери краски на туманообразование (значение массопереноса при использовании рассматриваемого способа нанесения ЛКМ не превышает 45%).

Пневматическое распыление краски по таким технологиям, как HVLP, Turbo HVLP (с применением воздуха, подаваемого под низким давлением)

Этот способ имеет следующие преимущества:

• значение массопереноса чрезвычайно велико (до 85%);
• границы факела чётко очерчиваются воздушным коридором, а это, в свою очередь, уменьшает потери;
• обеспечивается высокое качество создаваемого покрытия (вплоть до I класса);
• вязкость лакокрасочных материалов может быть любой;
• вероятность потёков и больших потерь краски на вертикальных и сферических поверхностях существенно уменьшается, поскольку частицы имеют относительно большой размер, а их распределение по размерам невелико;
• форму факела и количество содержащейся в нём краски можно регулировать, благодаря чему становится возможным окрашивание поверхностей, имеющих сложную конфигурацию;
• сокращается время, требуемое для многослойной окраски. Воздух, прогоняемый через турбину, нагревается, вследствие чего повышается и температура краски. Это, в свою очередь, уменьшает время, за которое происходит сушка слоёв ЛКМ;
• значительно облегчается обслуживание краскораспылителей (в частности, их промывка по окончании окрашивания). Это преимущество объясняется тем, что диаметры воздушных отверстий краскораспылителя в три-четыре раза превышают диаметры аналогичных отверстий, имеющихся в классическом пневматическом распылителе;
• количество конденсата, который попадает в компрессор, уменьшается, благодаря чему сокращаются потери энергии, используемой для сушки воздуха;
• отпадает необходимость подготовки воздуха, поскольку технологический процесс не предусматривает его сжатие под высоким давлением.

Недостатки технологии HVLP, а также Turbo HVLP таковы:

• по сравнению со способом пневматического распыления краски незначительно снижается производительность;
• обязательным условием является использование компрессора, имеющего производительность не меньше 600 л/мин. Менее производительные компрессоры не позволят добиться должного качества окрашивания поверхностей (это особенно актуально при использовании ЛКМ с высоким значением вязкости и материалов с большой концентрацией сухого остатка);
• используемые компрессоры имеют высокую стоимость.

Комбинированное распыление краски

При использовании данного способа нанесения ЛКМ специалисты имеют возможность оценить следующие преимущества:

• массоперенос имеет большую эффективность (его коэффициент достигает 60-70%), что, в свою очередь, позволяет использовать маломощные вентиляционные системы;
  - метод обеспечивает возможность получать качественные покрытия (относящиеся как минимум к III классу);
• потери материала в сравнении с пневматическим способом нанесения ЛКМ гораздо ниже, а значит – гораздо лучше условия, в которых работают специалисты;
• существует возможность менять форму факела и регулировать давление без замены сопла;
• можно использовать вязкие материалы, работая при этом с относительно небольшим давлением. Благодаря малым значениям давления, в свою очередь, замедляется износ оборудования, уменьшается расход воздуха и увеличивается экономическая эффективность окрашивания.

Минусы метода комбинированного окрашивания таковы:

• он неэффективен в случае, если ЛКМ содержит грубые частицы, склонные к выпадению в осадок;
• этот метод малоэффективен при необходимости регулярно менять цвет и/или вид лакокрасочных материалов, а также в ситуациях, когда объём ЛКМ невелик;
• окрашивать изделия, имеющие сложную форму, с помощью комбинированного распыления краски весьма затруднительно.