Нанесение лакокрасочных покрытий пневматическим распылением.

При выполнении отделочных работ для нанесения лакокрасочных материалов в последнее время широко используют пневматический, электростатический, безвоздушный и комбинированный методы распыления. Правильный выбор распылителя и соблюдение технологии гарантируют получение качественного покрытия. Поговорим о пневмораспылении.
Преимущества и недостатки метода.
Изобретенное в конце XIX в. пневматическое распыление, т. е. распыление сжатым воздухом, и сегодня остается самым популярным методом. Особенно хорошо этот способ зарекомендовал себя при нанесении быстросохнущих лакокрасочных материалов: нитроцеллюлозных, поливинилхлоридных, полиакрилатных и др.
К его достоинствам относят, прежде всего, возможность отделки изделий любой формы с использованием материалов самого широкого спектра, простоту конструкции и удобство в эксплуатации оборудования. Метод особенно рентабелен там, где часто меняются окрашиваемые заготовки, где необходимо окрашивать сильно разделённые поверхности или мелкие детали.
Большое значение имеют также хорошее качество получаемых покрытий, возможность организации как высоко-, так и низкопроизводительных отделочных работ.
В физическом смысле аэрозольная струя (факел распыления) представляет собой турбулентный поток, скорость движения которого по мере приближения к окрашиваемой поверхности быстро падает. При этом некоторые частицы, не долетая до изделия, уносятся потоком воздуха, образуя лакокрасочный туман. Кроме того, при столкновении струи с поверхностью происходит образование завихрений в результате отталкивания частиц окрасочного материала. Возможен и унос материала интенсивно испаряющимся распылителем. Наконец, приближаясь к краям изделия, распыляемая струя неизбежно пролетает мимо отделываемой поверхности. Таким образом, вся совокупность не осажденных на изделии частиц образует лакокрасочный туман и определяет величину потерь материала при нанесении. Поэтому важными факторами улучшения экологической обстановки и повышения экономической эффективности производства являются сокращение потерь материала на туманообразование и повышение коэффициента его переноса на изделие.

Распыляемый материал подается в краскораспылитель разными способами: самотеком - из верхнего или нижнего бачка самого аппарата, под давлением - из установленной на рабочем месте красконагнетательной емкости или из централизованной системы краскоподачи.
Способы пневматического распыления:
Сегодня применяются три способа пневматического распыления:
• при низком давлении (известный за рубежом, как HVLP - High Volume Low Pressure),
• а также при среднем и высоком давлении сжатого воздуха (традиционный конвенциальный способ).

Каждый из них предусматривает особую конструкцию распылителя: внутренних воздушных каналов и воздушной головки (сопла подачи воздуха). От этого зависят качество отделочных покрытий, производительность работы и количество потерь лакокрасочных материалов. Особенностью конвенциального способа является то, что давление сжатого воздуха на входе и на выходе краскораспылителя имеет примерно одинаковое значение (3-4 атм).
Его основные достоинства - небольшой расход сжатого воздуха, однородность окрасочного факела, а, следовательно, высокое качество распыления.
К недостаткам можно отнести низкий коэффициент переноса материала (45% при окраске изделий сложной формы) и большой его расход. Обусловлено это тем, что высокое давление сжатого воздуха, благоприятствуя распылению, вызывает повышенный унос материала.

Появление HVLP-способа относят к началу 1980-х гг., когда остро встал вопрос об охране окружающей среды. Распыление при низком давлении сжатого воздуха возможно за счет особого строения воздушных каналов распылителя. В отличие от традиционного способа давление на входе в краскораспылитель составляет 2-4 атм, а на выходе - до 0,7 атм. При этом перенос материала на изделие составляет более 65%. Использование низкого давления позволяет получать аэрозольную струю невысокой скорости, образующую «мягкий» окрасочный факел, ровно ложащийся на изделие.
Декоративные свойства образуемых покрытий несколько снижены по сравнению с традиционным распылением в связи с тем, что при низком давлении образуется грубодисперсный аэрозоль. Еще одним недостатком является значительное увеличение необходимых объемов сжатого воздуха, требующее установки компрессоров большей мощности.

Способ распыления при среднем давлении был разработан в конце 1990-х гг. с целью устранения недостатков, присущих HVLP-распылению. При его использовании давление на выходе распылителей составляет 0,7-1,2 атм. Специальная конструкция внутренних воздушных каналов обеспечивает такое соотношение лакокрасочного материала и сжатого воздуха, которое ведет к получению высокодисперсного однородного факела. Благодаря этому улучшаются декоративные свойства покрытия. Распыление при среднем давлении характеризуется высоким переносом материала на изделие и относительно низким потреблением сжатого воздуха.
Оборудование для пневмораспыления.
Основными направлениями при разработке специализированного оборудования являются снижение массы и туманообразования, регулирование расхода и давления сжатого воздуха, а также размера отверстия сопла без его смены.
Одновременно большое внимание уделяется повышению его износостойкости при контакте с лакокрасочным материалом, обеспечению быстрой смены цвета и экономии материала, возможности использования распылителей при автоматическом окрашивании. Неизменно высоким спросом в разных областях промышленного окрашивания пользуются ручные краскораспылители.
Воздушные краскораспылители по давлению сжатого воздуха можно разделить на две категории:
• распылители низкого давления (до 3 атм.).
Такие распылители выдают мягкий целенаправленный факел с минимальным образованием тумана, но при этом существенно снижая производительность труда.
• распылители высокого давления (до 6 атм.).
Подаваемое давление преобразуется в скорость, причём этот процесс имеет гиперболическую зависимость. Начиная с 6 атм. кривая поднимается незначительно, поэтому дальнейшее повышение давления не ведёт к улучшению распыления или к повышению производительности, а напротив, метод становится неэкономичным.
Наиболее выгодная скорость выходящей из распылителя струи при попадании её на заготовку составляет 16... 20 м/с. Это достигается при расстоянии между соплом и заготовкой 250... 300 мм. Отклонения от этого приводят к большим потерям краски и к снижению качества отделки.
По принципу смешивания краскораспылители так же можно разделить на два типа:
• распылители с внешним смешиванием - материал с воздухом смешиваются за пределами воздушного колпачка.
Этот принцип применяется для большинства лакокрасочных материалов и является единственно возможным для всех быстросохнущих лаков и красок.
• распылители с внутренним смешиванием - материал с воздухом смешивается внутри воздушного колпачка и смесь подаётся под давлением.
Такой метод можно применять для вязкотекучих материалов и суспензий (известковые, клеевые краски и т.д.), при этом расход и давление воздуха уменьшается, но распыление более грубое.
Для того, чтобы краскораспылитель оправдал возложенные на него ожидания, необходимо подобрать сопло оптимального диаметра и соответствующий воздушный колпачок.
При этом решающими факторами являются:
• размер и структура поверхности заготовки
• вид лакокрасочного материала
• требуемая производительность в единицу времени
• имеющийся в распоряжении хорошо очищенный сжатый воздух.
Для расширения возможностей использования ручных краскораспылителей существует ряд удлинительных трубок, которые устанавливаются вместо распылительной головки и главным образом используются для обработки полостей или скрытых поверхностей.
Таким образом, значительное сокращение потерь лакокрасочных материалов, которое обеспечивают современные модели пневматических краскораспылителей, позволяет пневматическому распылению уверенно сохранять свои лидирующие позиции среди других методов нанесения жидких лакокрасочных материалов.