Potencjał wzrostu wydajności wykorzystania lakieru w istniejących instalacjach
Przy rozpatrywaniu korzyści ekonomicznej pracy instalacji lakierniczej najistotniejszym czynnikiem są koszty zużycia lakieru. Każde zmniejszenie jego zużycia prowadzi do znacznych oszczędności, gdyż oznacza to nie tylko zmniejszenie wydatków na zakup lakieru, lecz również obniżenie kosztów eksploatacji oraz usuwania resztek materiału z instalacji po zakończeniu procesu, jak również kosztów jej czyszczenia.
Efektywność technik aplikacji lakieru charakteryzuje współczynnik wydajności jego nanoszenia, stanowiący stosunek pomiędzy ilością rozpylonego lakieru a ilością naniesioną na lakierowany element. Tym samym najwyższy priorytet stanowi osiągnięcie wysokiego współczynnika wydajności nanoszenia lakieru (AWG = WWN). Na rysunku 1 przedstawiono możliwe „źródła strat” materiału w instalacji lakierniczej.
Wykorzystanie elektrostatycznych metod aplikacji stanowi wydajny z punktu widzenia kosztów proces technologiczny, w którym bez problemu stosowane są również przewodzące elektryczność lakiery wodnorozpuszczalne o dużym stopniu wydajności.
W wyniku różnorodnych badań stwierdzono, że najlepsze rezultaty osiąga się w przypadku, gdy proces aplikacji lakieru wspomagany jest elektrostatycznie. Rysunek 2 przedstawia zestawienia osiąganych współczynników wydajności nanoszenia lakieru w różnych procesach aplikacji.
Podstawy elektrostatycznego procesu aplikacji lakieru
Co prowadzi do osiągnięcia tak wysokiego stopnia wydajności w procesie elektrostatycznego nanoszenia lakieru? Odpowiedź na to pytanie można znaleźć w fizycznych cechach samego zjawiska elektrostatyki. Kwestia wspomagania elektrostatycznego procesu aplikacji lakierów rozpuszczalnikowych zostanie zwięźle przedstawiona w dalszej części niniejszego opracowania. Podstawowy schemat przebiegu takiego systemu aplikacji został przedstawiony na rysunku 3.
Lakier podawany jest do rozpylacza z uziemionego zbiornika za pomocą urządzenia dozującego (nieuwzględnionego na rysunku), które również ma potencjał ziemi. Sam rozpylacz ma wysoki potencjał (80-90 kV), co powoduje naładowanie kropelek lakieru stykających się z dzwonkiem (ładowanie kontaktowe). Naprzeciw rozpylacza znajduje się uziemiony element przeznaczony do lakierowania. Tym samym, pomiędzy rozpylaczem i lakierowanym elementem powstaje pole elektrostatyczne, które kieruje rozpylane, naładowane kropelki lakieru bezpośrednio na powierzchnię umieszczonego w danym miejscu elementu. Przy czym lakierować można również powierzchnie odwrócone w stosunku do rozpylacza (zawinięcie lakieru). Wytworzenie i utrzymanie parametrów pola elektrostatycznego warunkuje uzyskanie znacznie wyższego stopnia wydajności nanoszenia lakieru w stosunku do konwencjonalnych metod aplikacji.
Zawinięcie lakieru
Zawinięcie lakieru stanowi lakierowanie tych powierzchni danego elementu, które są odwrócone w stosunku do rozpylacza. Kropelki lakieru przelatujące początkowo obok elementu wytracają szybkość na skutek tarcia wytwarzającego się w ich kontakcie z powietrzem. Prędkość kropelek lakieru staje się odpowiednio mniejsza, przez co siły elektrostatyczne są w stanie skierować na powrót kropelki lakieru na element przeznaczony do lakierowania.
Lakierowanie krawędzi
W polu elektrostatycznym linie pola przebiegają pionowo w stosunku do powierzchni. W przypadku krawędzi powstaje duże ich zakrzywienie, prowadzące do koncentracji znacznej ilości linii pola. Ponieważ naładowane w polu elektrostatycznym kropelki lakieru w znacznej mierze przenoszone są wzdłuż linii pola, prowadzi to do wysokiego stopnia pokrycia lakierem obszarów krawędzi.
Klatka Faradaya
Do zagłębień, częściowo przesłoniętych wycięć i obszarów lakierowanego elementu nie docierają z reguły linie pola, bądź dociera ich niewiele, gdyż są to krawędzie odwrócone lub skierowane w inną stronę w stosunku do rozpylacza. Oznacza to, że kropelkom lakieru nie udaje się dotrzeć w te obszary, przez co w tych miejscach następuje naniesienie mniejszej ilości lakieru.
W zależności od rodzaju zadania przedstawione powyżej zjawiska mogą mieć negatywny lub pozytywny wpływ na rezultat procesu lakierowania. Szczególnie efekt elektrostatyczny przynosi dodatkowe korzyści przy zawijaniu lakieru, gdyż w tym przypadku zostają pokryte te powierzchnie, które nie znajdują się w bezpośrednim działaniu rozpryskiwanego strumienia i nie zachodzi potrzeba dodatkowego obracania elementu lakierowanego. Niewystarczające pokrycie powłoką lakierniczą otworów i zagłębień (klatka Faradaya) jest kompensowane celowym zastosowaniem silniejszego strumienia powietrza kierującego. Oznacza to, że istniejący strumień ukierunkowanego powietrza rozpylającego zostaje wzmocniony w kierunku, w którym następuje rozpylanie, co powoduje, że następuje wzrost ilości kropelek lakieru wprowadzanych do zagłębień, częściowo przesłoniętych wycięć i obszarów lakierowanego elementu.
