Порошковая покраска – производительный и эффективный приём нанесения атмосферостойких защитных покрытий на различные металлические поверхности. С этой целью используются полупрофессиональные и профессиональные распылительные системы. Непременной частью каждой из них является пистолет для порошковой покраски.

Принципы нанесения порошковой краски

Порошковая окраска коренным образом отличается от традиционной жидкой. Здесь процесс нанесения красящего вещества происходит не в виде вязкой субстанции (которая под действием механической энергии выбрасывается из сопла краскопульта), а в виде мельчайших частиц сухого красителя.

Прилипание частиц к окрашиваемой поверхности происходит из-за их электризации, в результате чего ими приобретается заряд, отличный от того, которым обладает поверхность. Далее всё происходит в соответствии с известным законом Кулона о притяжении разноимённых электрических зарядов. Сила электризации определяет прочность сцепления.

Приобретение изначально электрически нейтральными частицами положительного или отрицательного заряда может происходить двумя методами:

• Электростатическим, когда частица порошка заряжается от внешнего источника. Поэтому порошковые пистолеты, реализующие этот принцип, называются электростатическими;

• От кинетической энергии трения между смежными частицами, которые с большой скоростью вылетают из сопла красящего пистолета. Поскольку в этом случае используется трибостатический эффект, то и пистолеты получили такое же название.

Независимо от источника энергии, заряжающего порошок, равномерность уровня заряда приводит к тому, что оседание частиц красящего вещества происходит значительно более равномерно, и не связано с перепадами давления компрессора, усилием нажатия на курок и прочими факторами.

Кроме того, сухая порошковая краска более экологична, поскольку не содержит в себе токсичных органических растворителей. Тем не менее, при окрашивании рекомендуется пользоваться респиратором.

В применении порошковых красок имеются и ограничения. Например, с целью увеличения поверхностной активности окрашиваемой поверхности её рекомендуется подогревать до 150…200°С. В противном случае сила сцепления разноимённых зарядов уменьшается, что повлияет на долговечность.

Порошковые трибостатические пистолеты

Общий принцип действия заключается в том, чтобы сообщать частицам краски электрический заряд. Наиболее просто это происходит трением.

Работа трибостатического пистолета для порошковой покраски состоит в следующем. Бачок заполняется порошковым красителем (исходный материал должен иметь определённую влажность, при которой исключается слипание смежных частиц сухой краски, что приведёт к перерасходу энергии). Бачок присоединяется к корпусу пистолета, в то время как к торцевой части прикрепляется шланг для транспортного потока воздуха от воздухозаборника.

Длина шланга определяется мощностью компрессора, и у бытовых исполнений пистолетов обычно не превышает 3 метров. Корпус пистолета предварительно заземляется. При включении происходит смешивание частиц воздуха с порошкообразным красителем. Создаётся мощный турбулентный поток смеси, в котором происходит интенсивное трение смежных частиц порошка. Этот поток канализируется через выходное отверстие насадки и выбрасывание на окрашиваемую поверхность.

Внутренняя поверхность заземлённого корпуса преднамеренно снабжена макронеровностями, поэтому полимерные частицы красителя испытывают значительное воздействие сил трения, вследствие чего их заряд дополнительно возрастает.

Трибостатические пистолеты конструктивно просты, и обладают меньшей ценой, однако их производительность связана с некоторыми внешними ограничениями:

1. При функционировании в условиях низких температур эффективность трибостатического метода снижается, Причины – повышение влажности воздуха и комкование частиц порошка.
2. Далеко не все порошкообразные красящие смеси могут эффективно электризоваться трением. Например, во все составы, кроме эпоксидных композиций, приходится добавлять полярные растворители, а они повышают плотность порошка, и увеличивают необходимую мощность компрессора.
3. Производительность инструмента определяется размерами бачка (стандартная комплектация включает в себя бачок ёмкостью 0,5 л). Поэтому способ подходит для окраски сравнительно небольших по площади поверхностей.
4. Интенсивность заряда зависит от степени заполнения бачка. При малом количестве порошка трение ослабевает, что может привести либо к уменьшению толщины слоя краски, либо к ухудшению её сцепления с окрашиваемой поверхностью.

Электростатические пистолеты порошкового окрашивания

Конструкция таких приспособлений более сложная. Электростатический пистолет для порошковой покраски состоит из следующих частей:

1. Корпуса с ручкой, на котором располагается панель управления.
2. Бачка, заполняемой красящим порошком.
3. Разрядника с электромагнитной ловушкой.
4. Преобразователя (иногда комплектуемого и блоком питания).
5. Электрода с соплом.
6. Питающего и заземляющего кабелей.

Поскольку электростатическое поле здесь создаётся принудительно, то для электризации подойдёт любая полимерная краска, например, полиэфирная или полиуретановая, что даёт электростатическому пистолету определённое преимущество перед трибостатическим.

При условии подачи в смешивающую камеру (которая занимает большую часть внутреннего объёма корпуса) сухого и чистого воздуха, заряд, приобретаемый частицами порошка, оказывается значительным. Это позволяет использовать электростатический пистолет для окрашивания больших поверхностей.

Последовательность действия устройства такова. Электростатическое поле, возбуждаемое разрядником, создаёт внутри камеры разность потенциалов, поскольку внешняя часть корпуса заземлена. Создаются силы, активно перемешивающие смесь, и направляющие её к выходу из камеры, где установлен полый электрод. Его электромагнитная ловушка дополнительно ускоряет поток заряженных частиц, и выбрасывает его наружу с большой скоростью.

Поскольку окружающий воздух имеет собственную влажность, то сила электростатического притяжения практически не зависит от расстояния между заземлённой поверхностью окрашиваемого изделия и пистолетом. В результате заряженные частицы порошка равномерно осаживаются на металл окрашиваемой заготовки.

Иной принцип создания электростатического поля реализован в пистолетах немецкой фирмы Ransburg. Здесь используется центробежное распыление от вращающегося с большой скоростью диска. Для заряда частиц используется скользящий контакт, который имеется на самом диске.

Поток порошка под воздействием центробежных сил разбивается на микроструи, и вытягивается электромагнитной ловушкой, после чего направляется на поверхность, требующую окрашивания. Траектория движения частиц располагается вдоль магнитных силовых линий электростатического поля, поэтому поток всегда получается плотным и равномерным.

Принципы выбора порошкового пистолета

Основными критериями  целесообразности той или иной модели пистолета для порошковой покраски являются:

1. Производительность и размеры окрашиваемой площади.
2. Условия, в которых будет проводиться окрашивание (температура и влажность воздуха, расстояние до изделия).
3. Масса устройства.
4. Наличие пневматического оборудования и его характеристики.
5. Возможные ограничения по составу порошковой краски.

Для минимальных объёмов окрасочных работ идеальный вариант – трибостатические пистолеты линейки Старт. Они отличаются минимальной массой и ценой, а также просты в применении.

Посадочное место под бачок унифицировано с целью возможного применения и более вместительных ёмкостей. Необходимое разрежение создаётся мини-электродвигателем, работающим от сети 220 В, и потребляющего не более 2…3 Вт мощности. Расстояние до объекта невелико, зато цена устройства – до 11000 руб. – вполне оправдывает его использование в бытовых целях.

Технически более сложными моделями считаются порошковые пистолеты Лидер. В отличие от предыдущей марки здесь выброс частиц красящего порошка производится под воздействием электромагнитного импульса. Потребляемая мощность несколько выше – до 5 Вт, зато и расстояние между соплом и окрашиваемой поверхностью можно увеличить, что положительно повлияет на производительность окрашивания. Цена вопроса – до 12000…13000 руб.

Электростатический пистолет Ransburg No2 – единственный представитель подобного оборудования, которому не требуется воздух. О компактности придётся забыть, однако КПД распыления при помощи центробежного диска – максимально возможное, и достигает 97…98%. Цена комплекта – от 560000 руб., что предполагает значительные объёмы окрасочных работ.

Альтернативой предыдущей модели являются электростатические пистолеты Tesla impuls. Они компактны, допускают регулировку параметров процесса распыления, отличаются простотой в управлении, да и стоят намного дешевле – до 13000…15000 руб.