Fábrica de Recubrimientos
Los recubrimientos ofrecen una variedad de propiedades únicas y beneficiosas. Protegen las superficies de la abrasión, la corrosión, la humedad, la luz ultravioleta y las temperaturas extremas.
Un equipo de muestreo inspeccionó el proceso de recubrimiento en polvo por aspersión en esta fábrica. El taller estaba ventilado naturalmente y contenía dos estaciones de recubrimiento en polvo. Un trabajador con 10 años de exposición operó la pistola rociadora.
PREPARACIÓN
El proceso de preparación de la superficie es un paso crucial en el proceso de recubrimiento en polvo. Hasta el 80% de todas las fallas en el recubrimiento se atribuyen a una preparación inadecuada de la superficie, lo que a su vez afecta la calidad y la vida útil del producto con recubrimiento en polvo. Este proceso de preparación se basa en el tipo de material que se va a recubrir y las condiciones ambientales a las que estará expuesto a lo largo de su vida útil.
El primer paso para preparar la superficie para una capa de polvo es limpiar el sustrato. Esto se puede hacer utilizando una variedad de métodos, desde un simple lavado a presión hasta baños de ácido de varias etapas y chorreado de medios sofisticados. El aspecto más importante del proceso de limpieza es eliminar toda la suciedad de la superficie, como suciedad, polvo, óxido suelto, aceite y grasa, para garantizar que el recubrimiento en polvo se adhiera correctamente al sustrato.
El chorreado con medios, también conocido como chorreado con arena o chorreado abrasivo, es un proceso de limpieza abrasivo que consiste en disparar diminutas partículas sólidas a alta velocidad contra la superficie de un producto para erosionar toda la suciedad de la superficie y preparar la pieza para el recubrimiento en polvo. Hay disponible una variedad de medios de chorreado que incluyen granalla de carburo de silicio, perlas de vidrio y granalla de acero fundido. La mejor opción para una aplicación en particular dependerá de la química del material que se recubra, su resistencia a la tracción y los requisitos de acabado de la superficie.
Algunos sustratos parciales se pueden pretratar con un simple prehorneado o lavado alcalino y una solución de fosfato. Esto es particularmente útil para el acero inoxidable y otros materiales que requieren un tratamiento químico antes del recubrimiento.
Para otros materiales, se requiere una preparación más compleja para garantizar que el revestimiento se adhiera bien al sustrato. Esto puede implicar un proceso de rociado térmico como HVOF o HVAF seguido de un paso adicional de fusión del recubrimiento con el sustrato para crear una unión metalúrgica en lugar de una unión adhesiva. En este tipo de situación, se puede utilizar una prueba de ángulo de contacto para predecir la calidad de adhesión del recubrimiento final.
Cabina de pintura
Una cabina de rociado es un recinto ventilado diseñado para apoyar las operaciones de pintura y aislar el exceso de rociado, los humos, el polvo y los desechos. También ayuda a garantizar el cumplimiento de las reglamentaciones ambientales al garantizar la seguridad de los empleados y limitar la exposición a sustancias químicas peligrosas que pueden dañar las superficies y la calidad del aire.
Una cabina de rociado de pintura típica incluye un sistema de filtro para el escape y la entrada. Los filtros ayudan a evitar que la pintura rociada se escape y se pueden adaptar a los requisitos locales, así como al tipo de recubrimiento que se utiliza. A menudo se incluyen ventiladores para ayudar a circular el aire y mantenerlo limpio. Algunas cabinas de pintura tienen ventanas de observación y puertas para el personal para facilitar el acceso y la visibilidad.
Las cabinas de pintura vienen en varios tamaños para adaptarse a diferentes operaciones, desde pequeños talleres de colisión individuales hasta grandes MSO con múltiples instalaciones. También se pueden construir para fines específicos, como la pintura automotriz de alto rendimiento. Algunas empresas, como Accudraft of Randolph, NJ, ofrecen automatización inteligente y recopilación de datos basada en la nube para cabinas de pintura. Estos incluyen DXQoperate, una base de datos de información a nivel de HMI, y DXQcontrol, un sistema de control de producción MES/SCADA. También pueden proporcionar DXQanalyze, que examina los datos y lleva a cabo el mantenimiento predictivo y de tendencias de la calidad de la planta y los equipos, así como DXQenergy, que optimiza las operaciones de la cabina para reducir el uso de energía.
Para las operaciones de recubrimiento en polvo, se puede combinar una cabina de pintura con un horno de curado. Estos sistemas ayudan a mantener la temperatura correcta dentro de la cabina de pintura para obtener resultados de secado óptimos y pueden ahorrar tiempo al automatizar gran parte del proceso. También pueden proporcionar un entorno ideal para reducir la corrosión y el desgaste de las piezas, lo que les permite durar más que los acabados convencionales.
Las cabinas de pintura son una parte vital de los procesos industriales y de fabricación que utilizan pintura. La pintura en aerosol utilizada para estas operaciones contiene químicos peligrosos que son propensos a liberar polvo y partículas que pueden dañar la salud de los trabajadores y el medio ambiente. Una cabina de rociado protege el área de trabajo y aísla estos materiales de las áreas que pueden contaminarse, evitando que el exceso de rociado contamine otras partes de la instalación. También se puede utilizar para cumplir con las normas ambientales y mejorar el acabado de los productos terminados.
Recubrimiento electrostático
El recubrimiento electrostático utiliza el mismo principio que la electricidad estática para adherir partículas de pintura al metal. Una pistola rociadora atomiza la pintura líquida en aerosol en una fina niebla cargada negativamente y rociada sobre una pieza de metal cargada positivamente. Debido a las cargas positivas y negativas, la pintura rociada se adhiere a la pieza con una unión fuerte y uniformemente dispersa, en lugar de correr o gotear como la pintura convencional. La carga eléctrica de bajo voltaje también reduce en gran medida la cantidad de exceso de rociado, lo que significa que hay menos desperdicio y un proceso más ecológico.
Tanto el recubrimiento en polvo como el líquido están disponibles en una amplia gama de colores y acabados, desde mate hasta brillante y todo lo demás. Ambos son duraderos, resistentes a las manchas y fáciles de limpiar e higiénicos. Incluso pueden hacer que los equipos viejos y deteriorados se vean nuevos nuevamente, ya sea una bañera antigua con patas de garra en su hogar o electrodomésticos comerciales de metal en el trabajo.
Para ambos tipos de revestimiento, se requiere un local sellado (cabina de pintura), y luego las piezas se hornean en un horno de curado especial para crear el acabado final. La elección de los materiales para el revestimiento determinará cómo se seca y cura, ya que algunos reaccionarán de manera diferente al calor utilizado en el horno de curado.
El tipo de polvo utilizado para el recubrimiento también afectará el resultado final una vez que se haya curado. Hay polvos termoplásticos y termoestables disponibles, cada uno con sus propias ventajas y desventajas, que dependerán del tipo de producto que se recubra y de la duración que debe tener el resultado final.
Antes de que pueda comenzar el proceso de recubrimiento, las piezas a recubrir deben limpiarse de aceites, suciedad, polvo y desechos. Hay un proceso de limpieza previo a la producción exhaustivo que es necesario para preparar las piezas para la aplicación de la capa de polvo, y es importante que las piezas estén impecables antes de rociarlas con pintura porque cualquier contaminante podría causar defectos como la piel de naranja después del horneado. La pieza también debe tener todos los orificios, montantes, superficies de contacto críticas y áreas para la conducción eléctrica tapadas con cinta adhesiva. Esto evita que el polvo se pulverice accidentalmente en estos huecos difíciles, lo que evita errores potencialmente costosos.
Curación
Cuando se aplica el recubrimiento final, debe curarse antes de que pueda usarse en la producción. Aquí es cuando todos los químicos dentro de la pintura se unen y forman nuevos enlaces químicos. Hasta que esto suceda, la superficie será frágil y susceptible a daños o decoloración.
El proceso de curado puede variar según el tipo de recubrimiento que se utilice, pero los conceptos básicos son los mismos. El primer paso es el secado, que es cuando los solventes y el diluyente en el recubrimiento se evaporan en el aire. A esto le sigue el curado, que es cuando las moléculas del recubrimiento comienzan a entrecruzarse entre sí y crean una película dura. El proceso de curado puede tardar algunas horas o incluso días, dependiendo del recubrimiento.
Muchos recubrimientos se basan en un mecanismo de oxidación para curar. Esto requiere que el transportador y el aglutinante se expongan al oxígeno para que las moléculas pequeñas se entrecrucen entre sí. El resultado es una película sólida y duradera que no se puede volver a disolver en el mismo solvente en el que se entregó originalmente. Los recubrimientos alquídicos son un buen ejemplo de esto.
Otros recubrimientos utilizan un sistema químicamente más avanzado para formar sus películas. Epoxis y uretanos de dos partes son ejemplos de esto. El mecanismo químico para formar sus películas implica una evaporación del portador de 10 minutos, seguida de una reacción química que puede durar varias horas.
Ambos procesos requieren una cantidad significativa de calor para completar la formación de la película y el curado. Sin embargo, existe una tendencia creciente hacia los productos químicos de curado a baja temperatura que permiten a la industria de recubrimientos ofrecer acabados más duraderos para usos finales específicos.
El proceso de curado en el recubrimiento en polvo es esencial para la integridad del producto terminado. Sin un curado adecuado, el recubrimiento en polvo puede experimentar problemas como astillado, rayado o descamación. Por eso es importante seguir las recomendaciones de temperatura y tiempo de horneado recomendadas proporcionadas por su proveedor de revestimiento. Esto lo ayudará a lograr las propiedades de durabilidad y diseño que espera de su producto final.