צביעה אלקטרוסטטית - עיצוב ועיקרון הפעולה
מרסס הצבע האלקטרוסטטי רשם לראשונה פטנט בין 1941 ל-1944 על ידי המדען והחוקר האמריקני Harald Ransburg. לפני שרשם פטנט על ההמצאה שלו ואחרי שרשם פטנט על הגרסאות הראשונות שלה, רנסבורג ערך ניסויים נרחבים במעבדה, ושכלל את שיטת יישום הצבע האלקטרוסטטית שהמציא.
אז, בשנת 1951, הממציא קיבל פטנט US 2697411 עבור מכשיר להנחת צבע על ידי ריסוס אלקטרוסטטי, שהפך לאב-טיפוס של כלים מודרניים. באותן שנים הקים האראלד את חברת רנסבורג, העוסקת עד היום בייצור ושיפור ציוד צביעה אלקטרוסטטית.
בעיקרון, השיטה היא כדלקמן. החומר הנוזלי לצבע ולכה מרוסס כרגיל במרסס, אך בתנאי אחד נוסף. במעבר באקדח הריסוס, הצבע נטען, במגע עם אלקטרודה מיוחדת ליד פיית הריסוס, למתח שלילי גבוה, שרמתו מגיעה ל-100,000 וולט.
לאחר היציאה מהזרבובית, חלקיקי הצבע הטעונים שלילי ממהרים לכיוון קווי השדה שדה אלקטרוסטטי למוצר הצבע המוארק. כלומר, מתח גבוה מופעל בין אקדח הריסוס למוצר המיועד לצביעה.
התזת הצבע מתבצעת בעזרת אוויר דחוס, כלומר. שיטה פניאומטית או ריסוס ללא אוויר, כאשר צבע בלחץ מוזדר דרך פתח הזרבובית. אלו הן שתי דפוסי ההתזה המסורתיים להנחת צבע אלקטרוסטטי. יש גם מערכות משולבות.
יתר על כן, חלקיקי הצבע בעלי המטען השווה שעפים החוצה מהזרבובית דוחים זה את זה על פי חוק האלקטרוסטטיקה, ויוצרים באופן טבעי לפיד צבע. הלפיד של החלקיקים מונע על ידי כוחות המשיכה האלקטרוסטטית אל החלק המוארק, והחלקיקים, הנעים לאורך קווי עוצמת השדה האלקטרוסטטי, מכסים את החלק באופן אחיד. ככזה, אין אפקט ערפל דיו, ומקדם ההעברה של חומר הצבע והלכה על המוצר מגיע ל-98%.
שיטת יישום זו מאפשרת לך לחסוך משמעותית בצבע ובחומר לכה ובאופן כללי מזרזת משמעותית את תהליך הצביעה. כאשר צובעים חפצים גדולים, כמו צינורות, בדרך הרגילה, יש להפוך אותם מספר פעמים בתהליך הצביעה כך שהצבע ישכב בצורה אחידה ומכל הצדדים.
אבל עם יישום אלקטרוסטטי, זה כבר מיותר, שכן חלקיקי הצבע הטעונים נעים לאורך קווי השדה החשמלי בעצמם, מתכופפים סביב המוצר מכל עבר, ומספיק מעבר אחד עם אקדח ריסוס כדי לקבל את האיכות הגבוהה הדרושה תוֹצָאָה.
רובים אלקטרוסטטיים שונים, אבל יש להם גם משהו משותף עם רובי ריסוס מסורתיים. קודם כל, העיקרון של הערוצים מוליכים את הצבע זהה. ההבדל טמון בנוכחות בחלק ובהיעדר אחרים של אלקטרודה לטעינת חומר הצבע והלכה, כמו גם במתח גבוה, המספק למערכת את מתח העבודה הדרוש.
גוף אקדח הריסוס האלקטרוסטטי, בניגוד לזה הרגיל, אינו עשוי מפלדה או אלומיניום, אלא מפלסטיק מרוכב המכיל גם חלקים מוליכים וגם חלקים מבודדים, כך שהעובד מוגן בצורה מקסימלית מפני התחשמלות מקרית.
מערכת המתח הגבוה של אקדח אלקטרוסטטי יכולה להיות בעיצוב קלאסי או מפל. הסכימה הקלאסית כוללת אספקת מתח גבוה דרך כבל ממקור (שנאי מתח גבוה) לאקדח, דבר זה הופך את הכלי לקל וקל לשימוש, מכיוון שאין אלקטרוניקה במארז.
הגנת קצר חשמלי חובה. תרסיס כזה זול יותר וקל יותר לתיקון. החיסרון של התוכנית הקלאסית הוא המתח הלא יציב של האלקטרודה, היעדר מתג על הנבולייזר.
מעגל המפל מרמז על נוכחות של ממיר מתח המובנה בכלי (ישירות במרסס). האקדח מופעל על ידי 12 וולט DC באמצעות כבל מתח נמוך, והמתח בתוך הכלי מועלה כעת לרמה מקובלת לפעולה.
אין להכחיש את היתרונות של מעגל המפל: מתח יציב, אחידות הטעינה, היכולת להתאים את המתח של הכלי, נוכחות של מתג בהישג יד. החסרונות הם משקל גדול יותר ומחיר גבוה יותר.
מערכות צבע אלקטרוסטטיות מחולקות לאוטומטיות וידניות. גם אלה וגם אחרים יכולים להיות, כפי שצוין לעיל, ללא אוויר, משולבים או פנאומטיים. בנוסף, האוטומטיות הן גם מהירות דיסק גבוהה, והכוסות הידניות הן במהירות נמוכה. על זה נדבר מאוחר יותר.
במקרה הרגיל, ריסוס מתרחש כמו ברובי ריסוס מסורתיים - מרססים אלקטרוסטטיים ללא אוויר, משולבים ופנאומטיים פועלים בשלב הראשוני, אך הם מספקים חסכון בצבע ומקדם העברה גבוה - עד 90% - בשל פעולת הכוחות האלקטרוסטטיים .
אבל עם מרססים ודיסקים, הכל קורה קצת אחרת: האטומיזציה מתרחשת כאן בגלל כוחות צנטריפוגליים כאשר הדיסק או הכוס מסתובבים על המרסס. הסיבוב מפותח על ידי פעולת אוויר דחוס על גבי הכוס או הדיסק ומופעל על ידי פעולה אלקטרוסטטית. זה משיג העברה של עד 98% מחומר הצבע והלכה.
למרססי כוסות כף יד במהירות נמוכה יש מהירות סיבוב כוס של 600 סל"ד בלבד ולמרות שהם נותנים 98% העברת צבע, הם לא נמצאים בשימוש נרחב במיוחד במפעלי תעשייה גדולים כי התפוקה שלהם נמוכה, מקסימום 200 מיליליטר צבע לכל דקה .
עם זאת, בתעשיות בקנה מידה קטן, במיוחד בעת צביעת רשתות מתכת, מרססים אלקטרוסטטיים ידניים זוכים לפופולאריות ראויה בשל חסכון ויעילותם.
מרססי צבע אוטומטיים במהירות גבוהה, עם אוויר דחוס שנושב סביב היקפית של הלפיד כדי להצר אותו, בעלי מהירות סיבוב דיסק של עד 60,000 סל"ד ובעלי פרודוקטיביות גבוהה משמעותית עם יעילות העברה גבוהה (עד 90%). מרססים אלקטרוסטטיים כאלה נמצאים בשימוש נרחב בתעשייה, למשל, בצביעת חלקי מרכבים, מכשירי חשמל ביתיים, מבני מתכת כגון רהיטים וכו'.
יש לו שיטת צביעה אלקטרוסטטית וגוונים ייחודיים משלו. ראשית, זו עבודה במתח גבוה. כמובן שהיתרון בהעברת עד 98% מהחומר חשוב ביותר, אך יש כאן גם מגבלות מסורתיות.
לחומר הצבע והלכה יש התנגדות מינימלית מסוימת כדי שניתן יהיה לטעון אותו במידה מספקת לאחר מעבר ליד האלקטרודה במתח גבוה, אחרת איכות הצבע תפחת, למשל, נוכחות אבק מתכת בהרכב האמייל לא תפחת. יש את ההשפעה הטובה ביותר על איכות הצבע.
חומרים מדוללים במים מסוכנים עקב קצר חשמלי. בינתיים, הציוד המודרני אינו עומד במקום, הוא משתפר, והמגבלות הללו אינן עוד מכשולים בלתי עבירים לצביעה.
בנפרד, יש לומר על המאפיינים של המשטחים הצבועים. חומרים לא מוליכים כמו עץ, פלסטיק או גומי לא ניתנים לצביעה פשוטה, נדרשת עבודה מקדימה נוספת, ראשית מורחים פריימר מוליך או מרטיבים את החומר, לאחר מכן מורחים את הצבע בצורה אלקטרוסטטית.
גם צורת האובייקט המיועד לצביעה חשובה מאוד.מאחר וחלקיקי הצבע, הטעונים ונעים לאורך קו השדה, שועטים לעבר המוצר בעיקר לכיוון האזורים הטעונים ביותר שלו, לא ניתן יהיה לצבוע מעל החללים או הכיסים, כי כמעט ולא יהיה בהם שדה חשמלי. אפקט הכלוב של פאראדיי יעבוד. להיפך, תחזיות חדות יצבעו בצורה הטובה ביותר, שכן עוצמת השדה החשמלי בקרבתן תהיה הגדולה ביותר.
עם זאת, יש מוצא. ניתן לצבוע כיסים ושקעים, לשם כך הם פשוט מכבים את המתח הגבוה וצובעים כמו אקדח ריסוס פנאומטי או חסר אוויר רגיל. כל הניואנסים האלה חשוב לקחת בחשבון.
מתקנים לצביעה אלקטרוסטטית מורכבים מהחלקים הבאים: אקדח ריסוס, מקור מתח גבוה, צינורות למטרות שונות (לאוויר ולצבע), כבל חשמל, כבל הארקה, משאבה, מיכל.
על המתקן להיות מוארק בצורה מהימנה לפני תחילת העבודה. כמקור למתח גבוה, ניתן להשתמש גם ברשת חשמלית וגם במקור אנרגיה אחר, בפרט מחולל מתח קבוע פנאומטי נייד לפעולה אוטונומית של המתקן בהיעדר רשת קונבנציונלית.
ראוי לציין כי טכנולוגיית הצביעה האלקטרוסטטית השתפרה ללא הרף במהלך עשרות השנים מאז המציא רנסבורג את אקדח הריסוס האלקטרוסטטי הראשון שלו. גם כיום הצביעה האלקטרוסטטית תופסת את מקומה של הטכנולוגיה החסכונית ביותר ליישום צבעים ולכות, המשיגה העברה מירבית של הצבע למוצר.
כאן, כמות הפסולת ממוזערת, כך שגם בייצור בקנה מידה קטן וגם במפעלים תעשייתיים גדולים, במפעלים, צביעה אלקטרוסטטית מאוד פופולרית כיום.