Pintura electrostática: diseño y principio de funcionamiento.

El rociador de pintura electrostática fue patentado por primera vez entre 1941 y 1944 por el científico e investigador estadounidense Harald Ransburg. Antes de patentar su invento y después de patentar las primeras versiones del mismo, Ransburg experimentó mucho en el laboratorio, perfeccionando el método de aplicación de pintura electrostática que había inventado.

Entonces, en 1951, el inventor recibió la patente US 2697411 para un dispositivo para aplicar pintura por pulverización electrostática, que se convirtió en el prototipo de las herramientas modernas. En los mismos años, Harald fundó la empresa Ransburg, que todavía se dedica a la producción y mejora de equipos de pintura electrostática.

Básicamente, el método es el siguiente. El material líquido para pintura y barniz se rocía como de costumbre con un rociador, pero con una condición adicional. Al pasar por la pistola rociadora, la pintura se carga, en contacto con un electrodo especial cerca de la boquilla de la pistola rociadora, a un alto voltaje negativo, cuyo nivel alcanza los 100.000 voltios.

Después de salir de la boquilla, las partículas de pintura cargadas negativamente se precipitan en la dirección de las líneas de campo. campo electrostático al producto de pintura puesto a tierra. Es decir, se aplica un alto voltaje entre la pistola y el producto a pintar.

La pulverización de la pintura se realiza con la ayuda de aire comprimido, es decir. método neumático o rociado sin aire, donde la pintura presurizada se precipita a través de la abertura de la boquilla. Estos son los dos patrones de rociado tradicionales para aplicar pintura electrostática. También hay sistemas combinados.

Además, las partículas de pintura de igual carga que salen de la boquilla se repelen entre sí según la ley de la electrostática, formando naturalmente un soplete de pintura. La antorcha de partículas es impulsada por las fuerzas de atracción electrostática hacia la parte conectada a tierra, y las partículas, moviéndose a lo largo de las líneas de intensidad del campo electrostático, cubren uniformemente la parte. Como tal, no hay efecto de neblina de tinta y el coeficiente de transferencia del material de pintura y barniz en el producto alcanza el 98%.

Este método de aplicación le permite ahorrar significativamente material de pintura y barniz y, en general, acelera significativamente el proceso de pintura. Al pintar objetos grandes, como tuberías, de la forma habitual, deben girarse varias veces durante el proceso de pintura para que la pintura quede uniforme y en todos los lados.

Pero con la aplicación electrostática, esto ya es superfluo, ya que las partículas de pintura cargadas se mueven solas a lo largo de las líneas del campo eléctrico, se doblan alrededor del producto por todos lados, y una pasada con una pistola rociadora es suficiente para obtener la alta calidad necesaria. resultado.

Las pistolas electrostáticas son diferentes, pero también tienen algo en común con las pistolas pulverizadoras tradicionales. En primer lugar, el principio de los canales que conducen la pintura es el mismo. La diferencia radica en la presencia en algunos y en la ausencia de otros de un electrodo para cargar el material de pintura y barniz, así como de alto voltaje, que proporciona al sistema el voltaje de trabajo necesario.

El cuerpo de la pistola de pulverización electrostática, a diferencia de la habitual, no está hecho de acero o aluminio, sino de un plástico compuesto que contiene partes conductoras y aislantes, de modo que el trabajador está protegido al máximo contra descargas eléctricas accidentales.

El sistema de alto voltaje de una pistola electrostática puede ser de diseño clásico o en cascada. El esquema clásico consiste en suministrar alta tensión a través de un cable desde una fuente (transformador de alta tensión) hasta la pistola, lo que hace que la herramienta sea ligera y fácil de usar, ya que no hay componentes electrónicos en la carcasa.

Protección obligatoria contra cortocircuitos. Tal aerosol es más barato y más fácil de reparar. La desventaja del esquema clásico es el voltaje inestable del electrodo, la falta de un interruptor en el nebulizador.

El circuito en cascada implica la presencia de un convertidor de voltaje integrado en la herramienta (directamente en el atomizador). La pistola se alimenta con 12 voltios de CC a través de un cable de bajo voltaje y el voltaje dentro de la herramienta ahora se eleva a un nivel aceptable para la operación.

Las ventajas del circuito en cascada son innegables: voltaje estable, uniformidad de carga, la capacidad de ajustar el voltaje de la herramienta, la presencia de un interruptor a mano. Las desventajas son mayor peso y mayor precio.

Los sistemas de pintura electrostática se dividen en automáticos y manuales. Tanto estos como otros pueden ser, como se ha dicho anteriormente, airless, combinados o neumáticos. Además, las automáticas también son de disco de alta velocidad, y las manuales de copas son de baja velocidad. Hablaremos de eso más tarde.

En el caso habitual, la pulverización se produce como con las pistolas pulverizadoras tradicionales: los pulverizadores electrostáticos airless, combinados y neumáticos funcionan en la etapa inicial, pero proporcionan economía de pintura y un alto coeficiente de transferencia, hasta el 90%, debido a la acción de las fuerzas electrostáticas. .

Pero con los atomizadores y los discos, todo sucede un poco diferente: la atomización ocurre aquí debido a las fuerzas centrífugas cuando el disco o la copa giran sobre el atomizador. La rotación se desarrolla por la acción del aire comprimido sobre la copa o disco y se aplica por acción electrostática. Con ello se consigue la transferencia de hasta el 98% del material de pintura y barniz.

Los pulverizadores manuales de vaso de baja velocidad tienen una velocidad de rotación del vaso de sólo 600 rpm y aunque dan un 98% de transferencia de pintura, no son muy utilizados en grandes plantas industriales porque su rendimiento es bajo, un máximo de 200 mililitros de pintura por minuto

Sin embargo, en industrias de pequeña escala, especialmente cuando se pintan rejillas metálicas, los rociadores electrostáticos portátiles son merecidamente populares debido a su economía y eficiencia.

Los pulverizadores de pintura de disco automáticos de alta velocidad, con aire comprimido que sopla alrededor de la periferia de la antorcha para estrecharla, tienen una velocidad de rotación del disco de hasta 60.000 rpm y tienen una productividad significativamente mayor con una alta eficiencia de transferencia (hasta el 90 %). Dichos rociadores electrostáticos se utilizan ampliamente en la industria, por ejemplo, para pintar partes de carrocerías de automóviles, electrodomésticos, estructuras metálicas como muebles, etc.

Tiene un método de pintura electrostática y sus propios tonos distintivos. Primero, es un trabajo de alto voltaje. Por supuesto, la ventaja de transferir hasta el 98% del material es extremadamente importante, pero aquí también existen limitaciones tradicionales.

El material de pintura y barniz debe tener una cierta resistencia mínima para que pueda cargarse lo suficiente después de pasar cerca del electrodo de alto voltaje, de lo contrario la calidad del color disminuirá, por ejemplo, la presencia de polvo metálico en la composición del esmalte no tienen el mayor - buen efecto en la calidad del color.

Los materiales diluidos con agua son peligrosos debido a un cortocircuito. Mientras tanto, el equipo moderno no se detiene, mejora, y estas limitaciones ya no son obstáculos insuperables para pintar.

Por separado, se debe decir acerca de las propiedades de las superficies pintadas. Los materiales no conductores, como la madera, el plástico o el caucho, no se pueden pintar simplemente, se requiere un trabajo preliminar adicional. Primero, se aplica una imprimación conductora o se humedece el material, luego la pintura se aplica electrostáticamente.

La forma del objeto a pintar también es muy importante.Dado que las partículas de pintura, cargadas y moviéndose a lo largo de la línea de campo, se precipitan hacia el producto principalmente en la dirección de sus áreas más cargadas, no será posible pintar sobre los huecos o bolsas, porque casi no habrá campo eléctrico en ellos. El efecto jaula de Faraday funcionará. Por el contrario, las proyecciones nítidas se colorearán mejor, ya que la intensidad del campo eléctrico cerca de ellas será mayor.

Sin embargo, hay una salida. Se pueden pintar cajeras y huecos, para ello simplemente cortan el alto voltaje y pintan como una pistola convencional neumática o airless. Todos estos matices son importantes a tener en cuenta.

Las instalaciones para pintura electrostática constan de las siguientes partes: pistola, fuente de alta tensión, mangueras para diversos fines (para aire y para pintura), cable de alimentación, cable de puesta a tierra, bomba, tanque.

La instalación debe estar conectada a tierra de manera confiable antes de comenzar a trabajar. Como fuente de alta tensión se puede utilizar tanto una red eléctrica como otra fuente de energía, en particular un generador neumático móvil de tensión constante para el funcionamiento autónomo de la instalación en ausencia de una red convencional.

Vale la pena señalar que la tecnología de pintura electrostática ha mejorado continuamente durante décadas desde que Ransburg inventó su primera pistola de pulverización electrostática. Todavía hoy, la pintura electrostática ocupa merecidamente el lugar de la tecnología más económica para la aplicación de pinturas y barnices, que consigue la máxima transferencia de la pintura al producto.

Aquí, la cantidad de desechos se minimiza, por lo que tanto en la producción a pequeña escala como en las grandes empresas industriales, en las fábricas, la pintura electrostática es muy popular hoy en día.