مقالات تکنولوژی و تجهیزات ابکاری

There are many ways to apply powder coating materials; however, the material that is to be applied must be of a compatible type. For instance, if the application method is fluidized bed, the powder coating material must be a fluidized bed grade. Conversely, if the method of application is electrostatic spray, the powder material must be an electrostatic spray grade. Once the material is correctly selected, the application method is chosen by part design and production goals. There are two forms of application methods: fluidized bed application and spray application. These vary as widely as the applications they suit.

روش های زیادی برای استفاده از مواد پوشش پودر وجود دارد؛ با این حال، مواد مورد استفاده باید دارای یک نوع سازگار باشند

به عنوان مثال، اگر روش کاربردی بستر سیال است، مواد پوشش پودر باید بستر مایع داشته باشد. برعکس، اگر روش استفاده از اسپری الکترواستاتیک باشد، ماده پودر باید اسپری الکترواستاتیک باشد .هنگامی که مواد به درستی انتخاب می شوند، روش برنامه بر اساس اهداف طراحی و تولید بخشی انتخاب می شود. دو فرم از روش های کاربردی وجود دارد: کاربرد بستر سیال و کاربرد اسپری. این ها به طور گسترده ای بر حسب  کاربرد شان متفاوت هستند.

FLUIDIZED BED

As shown in Fig. 1, the part is transported above the fluidized bed and the powder is attracted to it. The part requires no preheating prior to being placed above the bed. Powder is attracted to the part by an electrostatic charge on the powder particle.

This electrostatic charge is developed in an electrostatic field either above or in the fluidized bed.

 Film thickness on the part now is controlled within tighter tolerances not only by the amount of time the part is in the fluidized bed but also according to how much electrostatic charge is on the powder particle.

Sometimes, heat still is used in this process to overcome Faraday cage problems caused by part configuration. This process routinely applies powder from 5 to 10 mils thick.

Electrostatic fluid bed application is used for coating electrical motor armatures. These require a high dielectric strength coating with close film-thickness control to allow the wire to be wound properly.

بستر سیال

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، قسمت در بالای بستر سیال قرار می گیرد و پودر به آن جذب می شود. این قسمت قبل از قرار دادن در بالای تخت نیازی به پیش گرم شدن ندارد. پودر به وسیله یک بار الکترواستاتیک بر روی ذرات پودر جذب می شود. این بار الکترواستاتیک در یک میدان الکترواستاتیک بالا یا در بستر سیال است.

ضخامت فیلم روی قطعه در حال حاضر در محدودیتهای سخت تر نه تنها با توجه به میزان زمانی که  در بستر سیال است، بلکه با توجه به میزان شار الکترواستاتیک بر روی ذرات پودر کنترل می شود.

گاهی اوقات، گرما هنوز در این فرآیند برای غلبه بر مشکلات قفس فرادی به علت پیکربندی بخش استفاده می شود. این روند به طور معمول پودرهای با ضخامت  از 5 تا 10 میلی لیتر را به کار میگیرد.

کاربرد پوشش مایعات الکترواستاتیک برای پوشش موتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. اینها نیاز به پوشش قوی دی الکتریک با کنترل ضخامت فیلم دقیق دارند تا بتوان سیم را به درستی کار کرد.

SPRAY APPLICATION

Applying powder coating with electrostatic spray equipment is broken down into two types. In each case electrostatics must be used to attract powder to the part.

 There is no mechanical attraction or adhesion to hold powder to the part as seen in liquid spray systems. The two types of electrostatic spray equipment are corona-charged spray guns and tribo-charged spray guns.

کاربرد اسپری:

هیچ کشش مکانیکی یا چسبندگی برای نگهداشتن پودر به بخشی که در سیستم های اسپری مایع دیده می شود وجود ندارد. دو نوع تجهیزات اسپری الکترواستاتیک عبارتند از: تفنگ اسپری قرقره ای و اسلحه های اسپری تفنگ سه گانه.

Corona Guns

This device uses an electrostatic generator to create an electrostatic field between the gun and a grounded part. Powder is sprayed through the field, picks up an electrostatic charge, and is attracted to the part. The amount of charge that is transferred on the surface of the powder is a function of electrostatic fieldstrength and the amount of time the powder particle is in the field.

Also of importance is the surface area of the powder particle, as finer powder particles hold less electrostatic charge. The following equations (see Fig. 2) best explain how the powder is charged:

تفنگ قرقره ای

این دستگاه از یک ژنراتور الکترواستاتیک برای ایجاد میدان الکترواستاتیک بین تفنگ و یک قسمت زمینی استفاده می کند

پودر از طریق میدان اسپری می شود، بار الکتریکی را جذب می کند و به قسمت جذب می شود.

مقدار شارژ که روی سطح پودر منتقل می شود، عملکرد میدان الکتریکی است و مقدار زمان ذرات پودر در میدان

همچنين اهميت مساحت سطح ذرات پودر است، زيرا ذرات پودر تر پودر شارژ الکترواستاتيک کمتري دارند. معادلات زیر (نگاه کنید به شکل 2) بهتر است توضیح دهید که چگونه پودر شارژ می شود:

Field Strength: E=V/d

Charge on Particle: Q= 1/2 CEt2

Notice that some factors are more important that others. For instance, electrostatic field strength is directly proportional to applicator electrode voltage.

 Also, the distance between the part and the applicator (sometimes called the target distance) will directly affect electrostatic field strength. The charge on the powder particle (which causes the attraction) is most affectedby the amount of time the particle is in the field (by its square).

Field Strength: E=V/d

Charge on Particle: Q= 1/2 CEt2

همچنین فاصله بین بخشی و اپلیکاتور (گاهی اوقات به عنوان فاصله هدف نامیده می شود) مستقیما قدرت میدان الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهد. شار ذرات پودر (که باعث جذب) بیشتر از مقدار زمانی که ذرات در میدان (توسط مربع آن)

The time and field strength will determine how much powder is attracted to the part (i.e., first pass transfer efficiency).

The time the powder particle is within the electrostatic field is most easily controlled by adjusting the velocity of the powder pumped through the gun, or applicator, and reducing the speed of the applicator motion. It is a known fact that systems that use reduced powder velocity and slow gun motion will provide the best coating efficiency with the least effort. The powder coating process is most often used to apply a charged dielectricmaterial (powder coating) and onto a conductive (grounded) part.

قدرت زمان و میدان تعیین خواهد کرد که چه مقدار پودر به بخش جذب می شود (به عنوان مثال، بازده انتقال اولین بار).

زمان ذرات پودر درون میدان الکترواستاتیک به راحتی توسط تنظیم سرعت پودر پمپ شده از طریق تفنگ یا اپلیکاتور و کاهش سرعت حرکت اپلیکاتور کنترل می شود. یک واقعیت شناخته شده است که سیستم هایی که از سرعت پودر کاهش یافته و حرکت اسلحه کم استفاده می کنند، بهترین کارایی پوشش را با حداقل تلاش ارائه می دهند

فرآیند پوشش پودر اغلب برای اعمال یک ماده ضدعفونی شده با پوشش (پوشش پودر) و بر روی یک بخش هدایت (زمین)

However, electrostatic powder coating on nonconductive materials (i.e. plastics, rubber,glass, etc.) can be performed using a conductive primer or aiding powder attraction by heating the surface to be coated. Additionally, electrostatic charging of conductive materials (i.e., blended metallic powders) can be difficult since theycan short-circuit the applicator’s charging circuit. However, most equipment manufacturers provide electrodes outside the powder path to overcome this problem.

Both positive and negative polarity electrostatic guns are available from most manufacturers to provide efficient charging of widely divergent coating materials.

It is worth noting that 98% of all applicators used in powder coating operations are negative polarity devices. Code requirements insist that certain protection circuits be part of the system.

Among these are current limitation to control arcing and grounding of all equipment and products that are coated to dissipate stored charges. System interlocks are required for automatic equipment. Guidelines for this equipment are listed in National Fire Protection Association Code (NFPA) 33.

با این حال، پوشش پودر الکترواستاتیک بر روی مواد غیر هدایت کننده (به عنوان مثال پلاستیک، لاستیک، شیشه و غیره) می تواند با استفاده از یک آغازگر رسانا یا جذب پودر کمک شده با گرم کردن سطح پوشش داده شود.

علاوه بر این، شارژ الکترواستاتیک مواد هدایت شده (به عنوان مثال، پودرهای فلزی مخلوط شده) می تواند دشوار باشد زیرا آنها می توانند مدار شارژ اپلیکاتور را کوتاه کنند. با این حال، اکثر تولیدکنندگان تجهیزات الکترودهای خارج از مسیر پودر را برای غلبه بر این مشکل ارائه می دهند. هر دو اسلحه الکترواستاتیک قطب مثبت و منفی از اکثر تولید کنندگان برای فراهم کردن شارژ کارآمد از مواد پوشش بسیار متفاوتی استفاده می شود.

شایان ذکر است که 98 درصد از تمام اپلیکاتورهای مورد استفاده در عملیات پوشش پودر، دستگاه قطبی منفی هستند. الزامات کد ضروری است که مدارهای حفاظت خاص بخشی از سیستم باشن

در میان این ها محدودیت های فعلی برای کنترل انعطاف پذیری و پایه ی تمام تجهیزات و محصولاتی است که برای تخمین هزینه های ذخیره شده پوشش داده شده اند. سیستم های تعویض برای تجهیزات اتوماتیک مورد نیاز است

دستورالعمل های این تجهیزات در کد ملی انجمن حفاظت از آتش (NFPA) 33 ذکر شده است.