Zastosowanie wirującej głowicy do elektrostatycznego nanoszenia materiałów proszkowych
Celem skojarzenia elektrostatyki z urządzeniami malarskimi było wykorzystanie sił elektrostatycznych oraz wykorzystanie pola elektrycznego do najbardziej efektywnego nanoszenia farb ciekłych i proszkowych. Powstało wiele skojarzeń urządzeń napylających z wykorzystaniem elektrostatyki, jak pistolety elektrostatyczne, pneumatyczne, hydrodynamiczne, z wirującym dyskiem, z wirującą głowicą.
Rozwój urządzeń do elektrostatyki proszkowej osiągnął zintegrowanie źródła wysokiego napięcia z pistoletem, co było przełomem w ich konstrukcji, nastąpiło doskonalenie układów zasilających proszkiem, wprowadzono regulowane charakterystyki prądowo-napięciowe powielaczy, wprowadzono specjalizowane sterowniki, osiągnięto łatwość serwisowania urządzeń i dobre ich walory użytkowe. Zatrzymano się na maksymalnej wydajności pistoletu – ręcznego i automatycznego – na poziomie 10-15 kg proszku na godzinę. Ograniczenie to spowodowane jest brakiem możliwości osiągnięcia jednorodnego stabilnego strumienia proszku i brakiem możliwości jego skutecznego naładowania elektrycznego przy większych wydajnościach. Pewną niszą postępu w konstrukcji aplikatorów proszkowych jest zastosowanie wirującej głowicy, która pozwala uzyskać wyższe wydajności i inne pozytywne cechy technologiczne. Technika wirującego dysku i wirującej głowicy stosowana była w elektrostatyce ciekłej, natomiast dopiero od niedawna znalazła ona szersze zastosowanie w technice proszkowej, po poprawieniu wgłębności tej metody malowania proszkowego.
Zastosowanie wirujących dysków i wirujących głowic do farb ciekłych
Jednym z pierwszych urządzeń elektrostatycznych do nanoszenia ciekłych materiałów malarskich były wirujące dyski. Ich średnica wynosiła 150-300 mm, prędkość wirowania 4000-7000 obr./min, zasilane były napięciem ok.100 kV. Cząsteczki farby ładowane były na krawędzi dysku i rozpylane głównie elektrostatycznie, osiągając przyśpieszenie 5000 x g. Podobną grupą urządzeń do wirujących tarcz są wirujące głowice, które mają kształt dzwonu. Głowice wirują z prędkością 20 000-70 000 obr./min, ich średnica wynosi 30-70 mm, zasilane są napięciem 100 kV. Cząsteczki farby osiągają przyśpieszenie 100 000 x g. Główny efekt rozpylania cząsteczek odbywa się na zasadzie mechanicznej. Ładowanie elektryczne materiału malarskiego odbywa się na zasadzie kontaktowej, gdy jego rezystywność jest poniżej 500 MΩ oraz na zasadzie jonowej.
Korzyści stosowania głowicy wirującej do aplikatorów farb proszkowych
Do wirującej głowicy napylającej proszek podawany jest kanałem centralnym i wprawiany w rotację poprzez głowicę obracającą się z prędkością od 6500 do 8500 obr./min. Proszek jest elektryzowany wyładowaniem niezupełnym na ostrej krawędzi wirującej głowicy i kieruje się szerokim regularnym strumieniem ku malowanym detalom. Dzięki dużej prędkości wirowania głowicy proszek jest homogenicznie rozpylany, jego jednorodność jest stabilizowana obecnością dużego ładunku elektrycznego na powierzchni cząsteczek. Skuteczność ładowania proszku jest podnoszona ruchliwością jonów związaną z rotacją głowicy i przepływem powietrza. Wirująca głowica jest zatem elektrodą ładującą o dużej powierzchni i dużej skuteczności, co pozwala osiągnąć duże wydatki proszku przy jego dobrym naładowaniu. Nadmiar ładunków ujemnych niezwiązanych z cząsteczkami farby jest odprowadzany przez kontrelektrodę. Rozwiązanie analogiczne jest stosowane również w klasycznych pistoletach proszkowych i nazywane jest przez niektóre firmy superkoroną. Różnica między stosowanymi powszechnie rozwiązaniami polega na tym, że w przypadku tej głowicy - firmy Sames - kontrelektroda wykonana jest z materiału półprzewodzącego.
Wirująca głowica podłączona do regulowanego źródła wysokiego napięcia pozwala osiągnąć następujące rezultaty technologiczne:
- osiągnąć dużą wydajność proszku do 30 kg/h z jednej głowicy
- uzyskać równomierny strumień proszku i poprzez to osiągnąć bardzo równomierne pokrycie detalu proszkiem
- uzyskać optymalne pokrycie malowanych detali bez efektu konturowania przy wysokiej jakości wymalowania, bez lokalnych defektów „szpilek” i „skórki pomarańczy”
- uzyskać redukcję liczby pistoletów w linii malowania automatycznego, zwiększyć jakość malowania, nie tylko eliminując wzajemne oddziaływanie strumieni farby proszkowej z wielu pistoletów, ale też ze względu na większą jednorodność strumienia proszku
- uzyskać obniżenie kosztów inwestycyjnych nowych instalacji poprzez rezygnację z manipulatorów
- uzyskać większą skuteczność osadzania się farby proszkowej – osiąga ona do 80% – a poprzez to podnieść ogólną sprawność układów cyklonowych recyrkulacji. Zalecany szczególnie do malowania powierzchni sufitowych oraz wnętrza szaf
