การทาสีด้วยไฟฟ้าสถิต - การออกแบบและหลักการทำงาน

เครื่องพ่นสีไฟฟ้าสถิตได้รับการจดสิทธิบัตรครั้งแรกระหว่างปี 1941 และ 1944 โดยนักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยชาวอเมริกัน Harald Ransburg ก่อนที่เขาจะจดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์ของเขาและหลังจากจดสิทธิบัตรเวอร์ชันแรกแล้ว Ransburg ได้ทดลองอย่างกว้างขวางในห้องปฏิบัติการ เพื่อทำให้วิธีการใช้สีไฟฟ้าสถิตที่เขาคิดค้นนั้นสมบูรณ์แบบ

ดังนั้นในปี 1951 นักประดิษฐ์จึงได้รับสิทธิบัตร US 2697411 สำหรับอุปกรณ์พ่นสีด้วยไฟฟ้าสถิต ซึ่งกลายเป็นต้นแบบของเครื่องมือสมัยใหม่ ในปีเดียวกัน Harald ได้ก่อตั้งบริษัท Ransburg ซึ่งยังคงมีส่วนร่วมในการผลิตและปรับปรุงอุปกรณ์พ่นสีไฟฟ้าสถิต

เบื้องต้นมีวิธีการดังนี้ วัสดุของเหลวสำหรับสีและสารเคลือบเงาถูกฉีดพ่นตามปกติด้วยเครื่องพ่นสารเคมี แต่มีเงื่อนไขเพิ่มเติมหนึ่งข้อ เมื่อผ่านปืนฉีดสีจะถูกชาร์จโดยสัมผัสกับขั้วไฟฟ้าพิเศษใกล้กับหัวฉีดของปืนฉีดไปยังแรงดันลบสูงซึ่งมีระดับถึง 100,000 โวลต์

หลังจากออกจากหัวฉีดแล้ว อนุภาคสีที่มีประจุลบจะพุ่งไปตามทิศทางของเส้นสนาม สนามไฟฟ้าสถิต ให้กับผลิตภัณฑ์สีรองพื้น นั่นคือมีการใช้ไฟฟ้าแรงสูงระหว่างปืนฉีดและผลิตภัณฑ์ที่จะทาสี

การพ่นสีทำได้โดยใช้ลมอัดเช่น วิธีการใช้ลมหรือการฉีดพ่นแบบไร้อากาศ โดยสีที่มีแรงดันจะพุ่งผ่านช่องเปิดของหัวฉีด นี่คือรูปแบบการพ่นแบบดั้งเดิมสองแบบสำหรับการใช้สีไฟฟ้าสถิต นอกจากนี้ยังมีระบบรวมกัน

นอกจากนี้ อนุภาคของสีที่มีประจุเท่ากันที่บินออกจากหัวฉีดจะผลักกันตามกฎของไฟฟ้าสถิต เกิดเป็นคบเพลิงตามธรรมชาติ คบเพลิงของอนุภาคถูกแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิตพุ่งไปยังส่วนที่ต่อสายดินและอนุภาคที่เคลื่อนที่ไปตามแนวความเข้มของสนามไฟฟ้าสถิตจะครอบคลุมส่วนนั้นอย่างสม่ำเสมอ ด้วยเหตุนี้จึงไม่เกิดละอองหมึก และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนของสีและวัสดุเคลือบเงาบนผลิตภัณฑ์ถึง 98%

วิธีการใช้งานนี้ช่วยให้คุณประหยัดสีและวัสดุเคลือบเงาได้อย่างมาก และโดยทั่วไปจะช่วยเร่งกระบวนการทาสีได้อย่างมาก ตามปกติเมื่อทาสีวัตถุขนาดใหญ่ เช่น ท่อ จะต้องกลับด้านหลาย ๆ ครั้งระหว่างกระบวนการพ่นสี เพื่อให้สีเสมอกันทุกด้าน

แต่ด้วยการใช้ไฟฟ้าสถิตสิ่งนี้ไม่จำเป็นอยู่แล้วเนื่องจากอนุภาคสีที่มีประจุจะเคลื่อนที่ไปตามเส้นของสนามไฟฟ้าด้วยตัวเองโค้งงอไปรอบ ๆ ผลิตภัณฑ์จากทุกด้านและปืนฉีดเพียงครั้งเดียวก็เพียงพอแล้วเพื่อให้ได้คุณภาพสูงที่จำเป็น ผลลัพธ์.

ปืนไฟฟ้าสถิตนั้นแตกต่าง แต่ก็มีบางอย่างที่เหมือนกันกับปืนฉีดแบบดั้งเดิม ประการแรกหลักการของช่องทางที่ดำเนินการทาสีนั้นเหมือนกัน ความแตกต่างอยู่ที่การมีอยู่ของอิเล็กโทรดสำหรับการชาร์จสีและวัสดุเคลือบเงาในบางส่วนและในกรณีที่ไม่มีอิเล็กโทรดอื่น ๆ รวมถึงไฟฟ้าแรงสูงซึ่งให้แรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่จำเป็นแก่ระบบ

ตัวปืนฉีดไฟฟ้าสถิตไม่เหมือนกับแบบทั่วไปตรงที่ไม่ได้ทำจากเหล็กหรืออะลูมิเนียม แต่ทำจากพลาสติกคอมโพสิตที่มีทั้งส่วนที่นำไฟฟ้าและฉนวน เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับการปกป้องสูงสุดจากไฟฟ้าช็อตโดยไม่ได้ตั้งใจ

ระบบไฟฟ้าแรงสูงของปืนไฟฟ้าสถิตสามารถเป็นแบบคลาสสิกหรือแบบเรียงซ้อนในการออกแบบ รูปแบบคลาสสิกเกี่ยวข้องกับการจ่ายไฟฟ้าแรงสูงผ่านสายเคเบิลจากแหล่งจ่าย (หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง) ไปยังปืน ทำให้เครื่องมือมีน้ำหนักเบาและใช้งานง่ายเนื่องจากไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อยู่ในตัวเครื่อง

การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรที่จำเป็น สเปรย์ดังกล่าวมีราคาถูกและง่ายต่อการซ่อมแซม ข้อเสียของรูปแบบคลาสสิกคือแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เสถียรของอิเล็กโทรด, การขาดสวิตช์ของ nebulizer

วงจรคาสเคดแสดงถึงการมีอยู่ของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ติดตั้งอยู่ในเครื่องมือ (โดยตรงในเครื่องฉีดน้ำ) ปืนนี้ใช้พลังงาน 12 โวลต์ DC ผ่านสายไฟแรงดันต่ำ และขณะนี้แรงดันไฟฟ้าภายในเครื่องมือได้เพิ่มขึ้นจนถึงระดับที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งาน

ข้อดีของวงจรคาสเคดนั้นไม่อาจปฏิเสธได้: แรงดันไฟฟ้าที่เสถียร, ความสม่ำเสมอของการชาร์จ, ความสามารถในการปรับแรงดันไฟฟ้าของเครื่องมือ, การมีสวิตช์อยู่ในมือ ข้อเสียคือน้ำหนักที่มากกว่าและราคาที่สูงกว่า

ระบบสีไฟฟ้าสถิตแบ่งออกเป็นแบบอัตโนมัติและแบบแมนนวล ทั้งสองอย่างนี้และอื่น ๆ สามารถเป็นได้ทั้งแบบไร้อากาศ แบบรวม หรือแบบใช้ลมตามที่ระบุไว้ข้างต้น นอกจากนี้ เครื่องอัตโนมัติยังเป็นจานความเร็วสูง และถ้วยแบบแมนนวลมีความเร็วต่ำ เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในภายหลัง

ในกรณีปกติ การฉีดพ่นจะเกิดขึ้นเช่นเดียวกับปืนพ่นสีทั่วไป - เครื่องพ่นแบบไม่ใช้อากาศ แบบผสม และแบบใช้ลมทำงานในระยะเริ่มต้น แต่ช่วยให้ประหยัดสีและมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนสูงถึง 90% เนื่องจากการกระทำของแรงไฟฟ้าสถิต .

แต่ด้วยอะตอมไมเซอร์และดิสก์ ทุกสิ่งเกิดขึ้นแตกต่างกันเล็กน้อย: อะตอมเกิดขึ้นที่นี่เนื่องจากแรงเหวี่ยงเมื่อดิสก์หรือถ้วยหมุนบนอะตอมไมเซอร์ การหมุนได้รับการพัฒนาโดยการกระทำของอากาศอัดบนถ้วยหรือจานและนำไปใช้โดยการกระทำของไฟฟ้าสถิต ทำให้สามารถถ่ายโอนสีและวัสดุเคลือบเงาได้มากถึง 98%

เครื่องพ่นสีแบบถ้วยความเร็วต่ำแบบมือถือมีความเร็วในการหมุนถ้วยเพียง 600 รอบต่อนาที และแม้ว่าจะให้การถ่ายเทสีถึง 98% แต่ก็ไม่ได้ใช้อย่างแพร่หลายในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เนื่องจากผลผลิตออกมาต่ำ โดยพ่นสีได้สูงสุด 200 มิลลิลิตรต่อขวด นาที

อย่างไรก็ตาม ในอุตสาหกรรมขนาดเล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทาสีตะแกรงโลหะ เครื่องพ่นไฟฟ้าสถิตแบบมือถือก็ได้รับความนิยมพอสมควรเนื่องจากความประหยัดและประสิทธิภาพ

เครื่องพ่นสีความเร็วสูงแบบดิสก์อัตโนมัติพร้อมลมอัดที่เป่ารอบขอบของคบเพลิงเพื่อทำให้แคบลง มีความเร็วในการหมุนดิสก์สูงถึง 60,000 รอบต่อนาที และมีผลผลิตสูงขึ้นอย่างมากพร้อมประสิทธิภาพการถ่ายโอนสูง (สูงถึง 90%) เครื่องพ่นไฟฟ้าสถิตดังกล่าวถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เช่น ในการพ่นสีชิ้นส่วนตัวถังรถยนต์ เครื่องใช้ในบ้าน โครงสร้างโลหะ เช่น เฟอร์นิเจอร์ เป็นต้น

มีวิธีการวาดภาพด้วยไฟฟ้าสถิตและเฉดสีที่โดดเด่นในตัวเอง ประการแรก มันเป็นงานไฟฟ้าแรงสูง แน่นอนว่าข้อได้เปรียบของการถ่ายโอนวัสดุมากถึง 98% นั้นสำคัญมาก แต่ก็มีข้อจำกัดแบบดั้งเดิมเช่นกัน

วัสดุสีและสารเคลือบเงาต้องมีความต้านทานขั้นต่ำเพื่อให้สามารถชาร์จได้เพียงพอหลังจากผ่านใกล้ขั้วไฟฟ้าแรงสูง มิฉะนั้นคุณภาพของสีจะลดลงเช่นไม่มีฝุ่นโลหะในองค์ประกอบของเคลือบฟัน มีผลดีต่อคุณภาพสีมากที่สุด

วัสดุที่เจือจางด้วยน้ำเป็นอันตรายเนื่องจากไฟฟ้าลัดวงจร ในขณะเดียวกัน อุปกรณ์ที่ทันสมัยไม่หยุดนิ่ง มีการปรับปรุง และข้อจำกัดเหล่านี้ไม่ใช่อุปสรรคในการพ่นสีอีกต่อไป

ควรพูดแยกกันเกี่ยวกับคุณสมบัติของพื้นผิวที่ทาสี วัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า เช่น ไม้ พลาสติก หรือยาง ไม่สามารถทาสีง่ายๆ ได้ ต้องดำเนินการเบื้องต้นเพิ่มเติม ขั้นแรก ลงสีรองพื้นนำไฟฟ้าหรือวัสดุชุบน้ำ จากนั้นทาสีด้วยไฟฟ้าสถิต

รูปร่างของวัตถุที่จะทาสีก็มีความสำคัญเช่นกันเนื่องจากอนุภาคของสีที่พุ่งและเคลื่อนที่ไปตามแนวสนามพุ่งเข้าหาผลิตภัณฑ์โดยส่วนใหญ่อยู่ในทิศทางของพื้นที่ที่มีประจุมากที่สุด จึงไม่สามารถทาสีทับช่องว่างหรือช่องว่างได้เนื่องจากจะไม่มีสนามไฟฟ้าอยู่ในนั้น เอฟเฟ็กต์กรงฟาราเดย์จะทำงาน ในทางตรงกันข้าม การฉายภาพที่คมชัดจะให้สีได้ดีที่สุด เนื่องจากความแรงของสนามไฟฟ้าที่อยู่ใกล้จะมากที่สุด

อย่างไรก็ตามมีทางออก สามารถทาสีกระเป๋าและช่องต่างๆ ได้ เพียงปิดไฟฟ้าแรงสูงและทาสีเหมือนปืนฉีดลมหรือปืนฉีดลมทั่วไป ความแตกต่างเหล่านี้มีความสำคัญที่ต้องคำนึงถึง

การติดตั้งสำหรับการพ่นสีด้วยไฟฟ้าสถิตประกอบด้วยส่วนต่างๆ ต่อไปนี้: ปืนฉีด, แหล่งกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง, ท่อสำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ (สำหรับอากาศและสำหรับสี), สายไฟ, สายดิน, ปั๊ม, ถัง

การติดตั้งจะต้องต่อลงดินอย่างน่าเชื่อถือก่อนเริ่มทำงาน ในฐานะที่เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง สามารถใช้ทั้งเครือข่ายไฟฟ้าและแหล่งพลังงานอื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องกำเนิดแรงดันคงที่แบบนิวแมติกแบบเคลื่อนที่สำหรับการทำงานอัตโนมัติของการติดตั้งในกรณีที่ไม่มีเครือข่ายทั่วไป

เป็นที่น่าสังเกตว่าเทคโนโลยีการพ่นสีด้วยไฟฟ้าสถิตได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องตลอดหลายทศวรรษ นับตั้งแต่ Ransburg ได้คิดค้นปืนพ่นสีไฟฟ้าสถิตเครื่องแรกของเขา แม้กระทั่งทุกวันนี้ การพ่นสีด้วยไฟฟ้าสถิตยังสมควรได้รับเทคโนโลยีที่ประหยัดที่สุดสำหรับการใช้สีและสารเคลือบเงา ซึ่งทำให้สามารถถ่ายโอนสีไปยังผลิตภัณฑ์ได้สูงสุด

ที่นี่ปริมาณของเสียลดลงดังนั้นทั้งในการผลิตขนาดเล็กและในองค์กรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ในโรงงาน การทาสีด้วยไฟฟ้าสถิตจึงเป็นที่นิยมอย่างมากในปัจจุบัน