Lukisan elektrostatik - desain dan prinsip operasi

Penyemprot cat elektrostatik pertama kali dipatenkan antara tahun 1941 dan 1944 oleh ilmuwan dan peneliti Amerika Harald Ransburg. Sebelum dia mematenkan penemuannya dan setelah dia mematenkan versi pertamanya, Ransburg bereksperimen secara ekstensif di laboratorium, menyempurnakan metode aplikasi cat elektrostatis yang dia temukan.

Jadi, pada tahun 1951, penemu menerima paten US 2697411 untuk alat pengaplikasian cat dengan penyemprotan elektrostatis, yang menjadi prototipe alat modern. Di tahun yang sama, Harald mendirikan perusahaan Ransburg, yang masih bergerak di bidang produksi dan peningkatan peralatan pengecatan elektrostatis.

Pada dasarnya, metodenya adalah sebagai berikut. Bahan cair untuk cat dan pernis disemprot seperti biasa dengan sprayer, namun dengan satu syarat tambahan. Saat melewati pistol semprot, cat diisi, bersentuhan dengan elektroda khusus di dekat nosel pistol semprot, ke tegangan negatif tinggi, yang levelnya mencapai 100.000 volt.

Setelah keluar dari nosel, partikel cat bermuatan negatif mengalir ke arah garis medan medan elektrostatik ke produk cat ground. Artinya, tegangan tinggi diterapkan antara pistol semprot dan produk yang akan dicat.

Penyemprotan cat dilakukan dengan bantuan udara terkompresi, mis. metode pneumatik atau penyemprotan tanpa udara, di mana cat bertekanan dialirkan melalui lubang nosel. Ini adalah dua pola semprotan tradisional untuk mengaplikasikan cat elektrostatis. Ada juga sistem gabungan.

Selain itu, partikel cat dengan muatan yang sama yang terbang keluar dari nosel saling tolak menurut hukum elektrostatis, secara alami membentuk obor cat. Obor partikel dihembuskan oleh gaya tarikan elektrostatik ke bagian yang dibumikan, dan partikel, yang bergerak di sepanjang garis intensitas medan elektrostatis, menutupi bagian tersebut secara seragam. Dengan demikian, tidak ada efek kabut tinta, dan koefisien transfer bahan cat dan pernis pada produk mencapai 98%.

Metode aplikasi ini memungkinkan Anda menghemat bahan cat dan pernis secara signifikan dan, secara umum, mempercepat proses pengecatan secara signifikan. Saat mengecat benda besar, seperti pipa, dengan cara biasa, harus diputar beberapa kali selama proses pengecatan agar cat merata dan rata di semua sisi.

Tetapi dengan aplikasi elektrostatis, ini sudah berlebihan, karena partikel cat bermuatan bergerak sendiri di sepanjang garis medan listrik, membengkokkan produk dari semua sisi, dan satu lintasan dengan pistol semprot sudah cukup untuk mendapatkan kualitas tinggi yang diperlukan. hasil.

Senjata elektrostatik berbeda, tetapi juga memiliki kesamaan dengan senjata semprot tradisional. Pertama-tama, prinsip saluran yang mengalirkan cat adalah sama. Perbedaannya terletak pada keberadaan beberapa dan tidak adanya elektroda lain untuk mengisi bahan cat dan pernis, serta tegangan tinggi, yang menyediakan sistem dengan tegangan kerja yang diperlukan.

Badan pistol semprot elektrostatik, tidak seperti yang biasa, tidak terbuat dari baja atau aluminium, tetapi dari plastik komposit yang mengandung bagian konduktif dan isolasi, sehingga pekerja terlindungi secara maksimal dari sengatan listrik yang tidak disengaja.

Sistem voltase tinggi dari senjata elektrostatis dapat berupa desain klasik atau kaskade. Skema klasik melibatkan suplai tegangan tinggi melalui kabel dari sumber (transformator tegangan tinggi) ke pistol Hal ini membuat alat ini ringan dan mudah digunakan, karena tidak ada elektronik di dalam rumahan.

Perlindungan hubung singkat wajib. Semprotan seperti itu lebih murah dan lebih mudah diperbaiki. Kerugian dari skema klasik adalah tegangan elektroda yang tidak stabil, kurangnya sakelar pada nebulizer.

Sirkuit kaskade menyiratkan adanya konverter tegangan yang terpasang di alat (langsung di alat penyemprot). Pistol ditenagai oleh 12 volt DC melalui kabel tegangan rendah, dan tegangan di dalam alat sekarang dinaikkan ke tingkat yang dapat diterima untuk pengoperasian.

Keuntungan dari rangkaian kaskade tidak dapat disangkal: tegangan stabil, keseragaman pengisian daya, kemampuan untuk menyesuaikan tegangan alat, keberadaan sakelar di tangan. Kerugiannya adalah bobot yang lebih besar dan harga yang lebih tinggi.

Sistem cat elektrostatik dibagi menjadi otomatis dan manual. Baik ini maupun yang lainnya dapat, seperti disebutkan di atas, tanpa udara, gabungan atau pneumatik. Selain itu, yang otomatis juga berkecepatan tinggi, dan cangkir manual berkecepatan rendah. Kita akan membicarakannya nanti.

Dalam kasus biasa, penyemprotan terjadi seperti pada senjata semprot tradisional - penyemprot elektrostatik tanpa udara, kombinasi dan pneumatik bekerja pada tahap awal, tetapi mereka memberikan penghematan cat dan koefisien transfer yang tinggi - hingga 90% - karena aksi gaya elektrostatik .

Tetapi dengan alat penyemprot dan cakram, semuanya terjadi sedikit berbeda: atomisasi terjadi di sini karena gaya sentrifugal saat cakram atau cangkir berputar pada alat penyemprot. Rotasi dikembangkan oleh aksi udara terkompresi pada cangkir atau cakram dan diterapkan oleh aksi elektrostatik. Ini mencapai transfer hingga 98% dari bahan cat dan pernis.

Penyemprot cangkir genggam berkecepatan rendah memiliki kecepatan putaran cangkir hanya 600 rpm dan meskipun memberikan transfer cat 98%, alat ini tidak banyak digunakan di pabrik industri besar karena keluarannya rendah, maksimal 200 mililiter cat per menit .

Namun, dalam industri skala kecil, terutama saat mengecat kisi-kisi logam, penyemprot elektrostatis genggam sangat populer karena ekonomis dan efisiensinya.

Penyemprot cat berkecepatan tinggi cakram otomatis, dengan hembusan udara terkompresi di sekeliling obor untuk mempersempitnya, memiliki kecepatan putaran cakram hingga 60.000 rpm dan memiliki produktivitas yang jauh lebih tinggi dengan efisiensi transfer tinggi (hingga 90% ). Penyemprot elektrostatik semacam itu banyak digunakan dalam industri, misalnya dalam mengecat bagian bodi mobil, peralatan rumah tangga, struktur logam seperti furnitur, dll.

Ini memiliki metode pengecatan elektrostatik dan nuansa khasnya sendiri. Pertama, ini adalah pekerjaan bertegangan tinggi. Tentu saja, keuntungan mentransfer hingga 98% materi sangatlah penting, tetapi ada juga batasan tradisional di sini.

Bahan cat dan pernis harus memiliki resistansi minimum tertentu sehingga dapat diisi dengan cukup setelah melewati elektroda tegangan tinggi, jika tidak kualitas warna akan menurun, misalnya adanya debu logam pada komposisi enamel. memiliki efek paling - baik pada kualitas warna.

Bahan yang diencerkan dengan air berbahaya karena korsleting. Sementara itu, peralatan modern tidak berhenti, ia berkembang, dan keterbatasan ini bukan lagi hambatan yang tidak dapat diatasi untuk melukis.

Secara terpisah, harus dikatakan tentang sifat-sifat permukaan yang dicat. Bahan non-konduktif, seperti kayu, plastik atau karet, tidak dapat dicat begitu saja, diperlukan tambahan pekerjaan pendahuluan... Pertama, primer konduktif diaplikasikan atau bahan dibasahi, kemudian cat diaplikasikan secara elektrostatis.

Bentuk objek yang akan dilukis juga sangat penting.Karena partikel cat, yang diisi dan bergerak di sepanjang garis medan, bergegas menuju produk terutama ke arah area yang paling terisi, tidak mungkin mengecat lubang atau kantong, karena hampir tidak ada medan listrik di dalamnya. .efek sangkar Faraday akan bekerja. Sebaliknya, proyeksi tajam akan diwarnai paling baik, karena kekuatan medan listrik di dekatnya akan menjadi yang terbesar.

Namun, ada jalan keluar. Kantong dan ceruk dapat dicat, untuk ini mereka hanya mematikan tegangan tinggi dan mengecat seperti pistol semprot pneumatik atau pengap konvensional. Semua nuansa ini penting untuk diperhitungkan.

Instalasi untuk pengecatan elektrostatik terdiri dari bagian-bagian berikut: pistol semprot, sumber tegangan tinggi, selang untuk berbagai keperluan (untuk udara dan untuk cat), kabel listrik, kabel arde, pompa, tangki.

Instalasi harus dibumikan dengan andal sebelum mulai bekerja. Sebagai sumber tegangan tinggi, jaringan listrik dan sumber energi lain dapat digunakan, khususnya generator tegangan konstan pneumatik bergerak untuk pengoperasian instalasi secara otonom tanpa adanya jaringan konvensional.

Perlu dicatat bahwa teknologi pengecatan elektrostatik terus meningkat selama beberapa dekade sejak Ransburg menemukan pistol semprot elektrostatis pertamanya. Bahkan saat ini, pengecatan elektrostatik sepatutnya menggantikan teknologi paling ekonomis untuk mengaplikasikan cat dan pernis, yang mencapai transfer maksimum cat ke produk.

Di sini, jumlah limbah diminimalkan, sehingga baik dalam produksi skala kecil maupun di perusahaan industri besar, di pabrik, pengecatan elektrostatis sangat populer saat ini.