ES2896964T3

ES2896964T3 - Dispositivo de aplicación y método para aplicar un agente de revestimiento

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Publication number: ES2896964T3
Application number: ES17808874T
Authority: ES
Inventors: Hans-Georg Fritz; Benjamin Wöhr; Marcus Kleiner; Moritz Bubek; Timo Beyl; Frank Herre; Steffen Sotzny
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2022-02-28
Anticipated expiration: 2037-12-01
Also published as: WO2018108573A1; US11440035B2; CN110087779A; CN110087779B; DE102016014919A1; HUE056762T2; JP6991218B2; EP3554716A1; JP2020501887A; MX2019006979A; EP3554716B1; US20190299231A1

Abstract

Dispositivo de aplicación para la aplicación en serie de un agente de revestimiento a superficies de piezas de trabajo, en particular de carrocerías de vehículos automóviles y/o partes adicionales de las mismas, con un cabezal de impresión de boquilla (8, 9), que contiene una pluralidad de boquillas (D1, D2; 40) dispuestas una al lado de otra, que aplican el agente de revestimiento como chorros continuos o gotas individuales a la superficie (F) que se va a revestir, estando el cabezal de impresión de boquilla dispuesto, en particular, sobre un robot de revestimiento multieje (3, 4) con seis o más ejes giratorios, que mueve el cabezal de impresión de boquilla (8, 9) sobre la superficie que se va a revestir, y con una unidad de suministro que contiene el agente de revestimiento, en el que el agente de revestimiento consiste en por lo menos dos componentes que se van a mezclar entre sí, que comprenden por lo menos un componente de material y por lo menos un componente de agente de curado que reacciona con el componente de material para su curado, y en el que está previsto un dispositivo de enjuague para el cabezal de impresión de boquilla, que a) está formado por al menos un conducto de agente de enjuague que conduce al dispositivo de aplicación y/o al cabezal de impresión de boquilla, en el que están conectadas o se pueden conectar las boquillas, y/o b) está formado por un dispositivo dispuesto externamente en la proximidad del robot de revestimiento multieje (3, 4) que mueve el cabezal de impresión de boquilla, caracterizado por que el cabezal de impresión de boquilla (8, 9) presenta por lo menos dos conductos de suministro separados para los componentes que se van a mezclar, que están previstos para suministrar conjuntamente a las boquillas (D1, D2; 40) el agente de revestimiento o sus componentes, y los componentes permanecen separados por lo menos hasta que entran en el cabezal de impresión de boquilla (8, 9).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de aplicación y método para aplicar un agente de revestimiento

La invención se refiere a un dispositivo de aplicación para la aplicación en serie de un agente de revestimiento en superficies de piezas de trabajo, en particular de carrocerías de vehículos automóviles y/o partes adicionales de las mismas, que tienen un aplicador de boquilla, referido como un cabezal de impresión de boquilla más adelante en la presente memoria, que contiene por lo menos una boquilla o preferentemente una pluralidad de boquillas dispuestas una junto a otra, que aplican el agente de revestimiento a la superficie que se va a revestir como chorros continuos o gotas individuales. La expresión “dispositivo de aplicación” significa un dispositivo que, además al cabezal de impresión de boquilla, movido por medio de un robot de revestimiento, puede incluir unidades adicionales, tales como la unidad de suministro que contiene el agente de revestimiento y opcionalmente mezcladores, cambiadores de color y/o un dispositivo de enjuague. La invención se refiere adicionalmente a una correspondiente aplicación y/o procedimiento de limpieza.

Para la técnica anterior general, primero se hará referencia, por ejemplo, al documento GB 2 367771 A, DE 10 2013 002 412 A1, DE 198 52 079 A1, WO 2011/044491 A1, DE 200 17629 U1, DE 694 29 354 T2 y DE 601 25 369 T2.

El documento EP 2 799 150 A1 y el documento EP 2 433 716 A1 divulgan unos sistemas de aplicación con disposiciones de tobera para generar patrones similares a los de las impresoras de chorro de tinta.

Los cabezales de impresión de boquilla se conocen inter alia a partir de los documentos WO 2010/046064 A1 (para chorros continuos de pintura) y DE 102010 019612 A1 o WO 2011/138048 A1 (para generar gotas de pintura al aplicar vibración al agente de revestimiento) y permiten que las carrocerías de vehículos automóviles se revistan, específicamente se pinten, virtualmente sin exceso de pulverización (del inglés, “overspray”), debido a que los chorros o gotas se pueden dirigir con exactitud puntual a las regiones superficiales deseadas. El revestimiento sin exceso de pulverización tiene las ventajas considerables descritas, por ejemplo, en el documento WO 2010/046064 A1 mencionada tal como pérdidas mínimas de material de revestimiento y simplificación de la cabina de revestimiento por dispensación con las medidas hasta ahora requeridas para eliminar el exceso de pulverización de una cabina de pintura y/o de una corriente de aire residual.

Sin embargo, estos cabezales de impresión pueden operar con una capacidad de revestimiento superficial de por lo menos 1 m2/min, 2 m2/min, 3 m2/min, 4 m2/min o incluso 5 m2/min. La eficiencia de aplicación del cabezal de impresión puede ser mayor que 80%, 90% o incluso 99%, y en la cabina de revestimiento la velocidad de aire descendente durante la operación puede ser menor que 0,3 m/s, 0,2 m/s, 0,1 m/s, 0,07 m/s o incluso 0,05 m/s.

Un componente importante del cabezal de impresión de boquilla puede ser una placa de boquilla que tiene unas aberturas formadas en un plano de placa que sirven como boquillas.

Todas las ventajas y características mencionadas anteriormente de los cabezales de impresión de boquilla conocidos mencionados también aplican a la invención descrita en la presente memoria.

Adicionalmente, también se conoce, por ejemplo, a partir del documento US 9.108.424 B2 un cabezal de impresión de boquilla que tiene una fila de boquillas de chorro de tinta para imprimir una superficie con patrones predeterminados, que funciona de acuerdo con el denominado principio gota a demanda (del inglés, “Drop-on-Demand”). Este principio se basa en el uso de válvulas eléctricas, en las cuales una aguja de válvula magnética es guiada como el émbolo en una bobina y se levanta en la bobina al suministrar una corriente. Una abertura de válvula se libera, de este modo, de tal forma que el fluido en cuestión, en este caso la tinta, sea capaz de emerger como gotas de diferentes tamaños que dependen del tiempo de abertura. Este principio también se puede usar en la invención descrita en la presente memoria, pero, en contraste a la técnica anterior, no para tinta.

El documento US 2010/321448 A1 describe unos cabezales de impresión con eyectores controlados electroneumáticamente en una unidad de placas modular con unas respectivas salidas de fluido.

Los dispositivos de aplicación mencionados anteriormente y otros cabezales de impresión de boquilla que ya se conocen tienen toda la desventaja de que no son capaces de aplicar agentes de revestimiento de múltiples componentes tal como, por ejemplo, pinturas 2K o 3K, medios adhesivos, selladores, promotores de adherencia, imprimadores, etcétera que son convencionales per se en la pintura de carrocerías de vehículos automóviles.

El documento DE 102010019612 A1 ya divulga un cabezal de impresión de boquillas para la aplicación de pintura 2K, el cual es alimentado por un mezclador a través de la entrada de un cambiador de color, y se menciona también un sistema de enjuague.

Por consiguiente, el objetivo que fundamenta la invención es hacer posible el revestimiento, en particular, de componentes o partes adicionales de carrocerías de vehículos automóviles, y en particular también las superficies enteras de las mismas, de la manera ya propuesta virtualmente sin exceso de pulverización, pero usando cualquier agente de revestimiento multicomponente deseado.

Este objetivo es alcanzado por un dispositivo de aplicación de acuerdo con la invención o un correspondiente método de aplicación según las reivindicaciones independientes.

El dispositivo de aplicación según la invención primero tiene, según la técnica anterior, un aplicador de boquilla o cabezal de impresión de boquilla para aplicar el agente de revestimiento al componente que se va a revestir. El término “cabezal de impresión de boquilla” usado dentro del contexto de la invención se va a interpretar en general y sirve solamente para diferenciar este aplicador de boquilla de todos los pulverizadores (por ejemplo, pulverizadores giratorios, pulverizadores de aire, pulverizadores sin aire, etc.) que distribuyen una niebla de pulverización del agente de revestimiento que se va a aplicar. En contraste con esto, el cabezal de impresión de boquilla genera gotas o chorros de agente de revestimiento limitados de manera radialmente estrecha, por lo que el chorro se genera de forma continua, es decir de forma cohesiva en su dirección longitudinal, mientras que las gotas viajan cada una en la misma dirección y se van a separar entre sí en la dirección de viaje. Según la invención, el cabezal de impresión de boquilla contiene una pluralidad de boquillas dispuestas una al lado de otra, a las cuales se suministra el agente de revestimiento ya mezclado, o una pluralidad de unidades de boquilla formadas como boquillas dobles, de las cuales dicha una boquilla distribuye un primer componente y la otra boquilla distribuye un segundo componente. Sin embargo, se da preferencia a los cabezales de impresión que tienen, por ejemplo, una o más filas paralelas de boquillas.

La invención se puede implementar además con todos los tipos de cabezales de impresión u otros aplicadores de boquilla que difieren de los pulverizadores convencionales de la manera mencionada anteriormente.

Además, se proporciona según la invención por lo menos dos conductos de suministro separados para componentes del agente de revestimiento que se van a mezclar conjuntamente, que se proporcionan para suministrar conjuntamente a todas las boquillas del cabezal de impresión el mismo agente de revestimiento o componentes de la misma. Por lo menos dos conductos de suministro separados conducen hacia o en el cabezal de impresión de boquilla, dado que los componentes se van a mezclar en la misma o no hasta que hayan dejado el cabezal de impresión de boquilla. En formas de realización ejemplificativas típicas, los componentes son por lo menos un componente de material (por ejemplo, pintura de base) y por lo menos un componente de agente de curado que reacciona de una manera conocida per se con el componente de material para el curado del mismo. En la invención, los componentes permanecen separados por lo menos hasta que entran en el cabezal de impresión de boquilla.

Una ventaja sustancial de la invención es que el revestimiento superficial completamente automático, particularmente, el pintado de carrocerías de vehículos automóviles enteras, usando cualquier agente de revestimiento multicomponente deseado (incluyendo pinturas de efectos especiales) es posible prácticamente sin exceso de pulverización.

Como ya se ha mencionado, las boquillas del cabezal de impresión son para dirigir de forma controlada los chorros o gotas del agente de revestimiento o sus componentes en puntos individuales de la superficie que se va a revestir con el fin de evitar el exceso de pulverización. Los puntos de impacto aplicados de este modo pueden ser adyacentes entre sí o solaparse entre sí, como se describirá en mayor detalle.

De acuerdo con la técnica anterior, también es ventajoso en la invención disponer el cabezal de impresión de boquilla en un robot de revestimiento multieje, que mueve el cabezal de impresión de boquilla sobre la superficie que se va a revestir. Por ejemplo, se hará referencia a los robots de revestimiento que tienen 6 o más ejes, con o sin un eje de movimiento lineal, que son conocidos en general por la técnica anterior.

Como se ha analizado ya igualmente, la invención es apta para cualquier agente de revestimiento de multi componente deseado tal como, por ejemplo, pintura 2K o 3K (incluyendo pintura base o pintura transparente), medios de fondo o de imprimación, medios adhesivos o selladores o agentes conservantes, etc., que presentan, cada uno, por lo menos un componente de lote y un componente de agente de curado que reacciona con el mismo.

La mezcla de los componentes se puede llevar a cabo de diferentes maneras y en diferentes ubicaciones del sistema de aplicación.

Por ejemplo, el cabezal de impresión de boquilla puede dirigir dichos por lo menos dos componentes de forma separada entre sí en una superficie que se va a revestir de una manera tal que se mezclan conjuntamente en el mismo. El mezclado de los componentes tiene lugar, por lo tanto, como resultado del impacto de las gotas o chorros. Es posible que el cabezal de impresión expulse los componentes que se van a mezclar de forma simultánea. En otras formas de realización de la invención, sin embargo, el cabezal de impresión expulsa los componentes que se van a mezclar en sucesión en el tiempo, es decir primero uno y después el otro componente (por ejemplo, primero la pintura de base y después, el agente de curado, o viceversa). En ambos casos, los chorros o gotas golpean sustancialmente en el mismo punto.

De acuerdo con otra posibilidad de la invención, la mezcla también puede tener lugar en el aire, es decir, las boquillas del cabezal de impresión están dispuestas con respecto una a otra de tal forma que los componentes se encuentren en la ruta a la superficie que se va a revestir. Se debe mantener aquí una distancia apropiada entre el cabezal de impresión de boquilla y la superficie que se va a revestir, por ejemplo, por medio del robot de revestimiento. Adicionalmente, es posible que las gotas de los componentes del agente de revestimiento se expulsen a diferentes velocidades y en diferentes momentos, de tal forma que la gota que se expulsa después se encuentre con la gota expulsada primero en el aire y se mezcle con la misma.

Como ya se ha mencionado, las gotas de diferentes tamaños se pueden generar usando, por ejemplo, boquillas controladas por válvulas eléctricas. De acuerdo con la invención, por medio de diferentes tamaños de gotas es posible ajustar inter alia la relación de mezclado, si los componentes no se mezclan hasta que han dejado las boquillas.

De acuerdo con una posibilidad adicional de la invención, sin embargo, la mezcla también puede tener lugar en el cabezal de impresión de boquilla, por ejemplo, por medio de un mezclador que, de una manera conocida per se, puede tener la forma de un mezclador dinámico o estático. El mezclador puede estar dispuesto en el cabezal de impresión de boquilla, por ejemplo, integrado en el cabezal de impresión en un respectivo canal de flujo de las boquillas, donde se conecta a por lo menos dos conductos de suministro separados del dispositivo de aplicación.

De acuerdo con otra posibilidad para mezclar los componentes en el cabezal de impresión, las boquillas individuales del cabezal de impresión de boquilla también se pueden configurar para mezclar los componentes. De acuerdo con una correspondiente forma de realización ejemplificativa de la invención, las respectivas boquillas pueden contener por lo menos dos canales que conducen a una salida de boquilla, que se pueden extender de forma concéntrica uno a otro en este ejemplo de forma de realización, por lo que la salida de boquilla puede estar formada por al menos una separación anular y una abertura central. En esta forma de realización ejemplificativa, cada boquilla del cabezal de impresión de boquilla, por lo tanto, es realmente una unidad que tiene por lo menos dos elementos de boquilla, específicamente las aberturas de salida de esta unidad de boquilla.

En particular en cada una de las posibilidades mencionadas para mezclar sin un mezclador, puede ser ventajoso impartir un movimiento de remolino a por lo menos uno de los componentes, pero preferentemente a ambos o todos los componentes, por lo que se mezclan mejor. Las posibilidades constructivas para las mismas están fácilmente disponibles para los expertos en la materia.

Si los componentes no se mezclan mediante un mezclador, puede ser necesario en el caso de la aplicación de chorros cohesivos asegurar la relación de mezclado de los dos componentes al regular la velocidad de flujo de volumen de los dos componentes. En el caso de la aplicación de gotas, la relación de mezclado se puede controlar mediante el volumen de las gotas, por ejemplo, por medio de diferentes tiempos de abertura de las boquillas.

Si se va a proporcionar un mezclador, el mismo tiene unas correspondientes entradas, en las cuales se conecta a por lo menos dos conductos de suministro separados, en tanto que su salida se conecta a las boquillas mediante una línea común.

Las disposiciones de válvulas de cambio de color controladas, convencionalmente referidos como cambiadores de color, para seleccionar una pintura de color deseada de entre una pluralidad de diferentes colores suministrados se conocen en general per se. En el caso de la invención también, por lo menos se puede proporcionar un cambiador de color que se conecta a por lo menos uno de los conductos de suministro del dispositivo de aplicación o del cabezal de impresión de boquilla, por ejemplo, para un componente de pintura base. El cambiador de color puede estar dispuesto ventajosamente de forma móvil, en particular en el robot de revestimiento que mueve el cabezal de impresión de boquilla, por ejemplo, en uno de sus brazos o también en un eje de movimiento lineal del robot. Cuanto más cerca esté el cambiador de color del cabezal de impresión de boquilla, más pequeñas serán las pérdidas de agente de enjuague y de pintura en el caso de un cambio de color. Sin embargo, el cambiador de color también se puede disponer en cambio de forma estacionaria, por ejemplo, en una pared interior o exterior de la cabina de revestimiento de la instalación de revestimiento en cuestión.

El cabezal de impresión de boquilla puede estar formado ventajosamente por una placa de boquilla que, como las boquillas, contiene unas aberturas dispuestas una junto a otra en un plano de placa. Las boquillas se pueden disponer preferentemente en una o más filas paralelas, por ejemplo, también como columnas y filas de una matriz. En correspondientes formas de realización de la invención, los ejes longitudinales de las boquillas se pueden extender perpendicularmente al plano de placa. En otras formas de realización, por otra parte, los ejes longitudinales de las boquillas adyacentes se inclinan con respecto al plano de placa por ángulos diferentes o iguales, por ejemplo, ángulos iguales opuestos.

Para controlar de forma automática sus tiempos de apertura, las boquillas se pueden conectar, por ejemplo, dentro del alcance del control de programa convencional para instalaciones de revestimiento, con unas válvulas controladas eléctrica o neumáticamente dispuestas en el cabezal de impresión de boquilla, opcionalmente, por ejemplo, en la placa de boquilla.

Las válvulas de control pueden tener, por ejemplo, un émbolo que es desplazable de forma eléctrica por una bobina o de forma neumática y que cierra o abre la boquilla dependiendo de su posición.

De acuerdo con un aspecto del dispositivo de aplicación de acuerdo con la invención que es importante especialmente para agentes de revestimiento multicomponente es la limpieza del mismo antes y después de las operaciones de revestimiento. Por ejemplo, el cabezal de impresión de boquilla se puede enjuagar después de un tiempo predeterminado o período operativo, por ejemplo, una vez por hora o después de varias horas o en momentos específicos del día (final de un cambio o producción, fin de semana) etc. o cuando se ha alcanzado un número específico de piezas de trabajo revestidas o cuando se ha alcanzado una cantidad específica de pintura expulsada. Del mismo modo, puede ser conveniente enjuagar el cabezal de impresión de boquilla después de eventos específicos de la operación de revestimiento, por ejemplo, después de cada paro de una banda u otro dispositivo de transporte que transporta las carrocerías de vehículos u otras piezas de trabajo que se van a revestir a través de una cabina de revestimiento de la manera convencional, o después de un número predeterminado de paros de la transportadora. El enjuague también puede tener lugar bajo el control de la señal después de que haya transcurrido un período de tiempo predeterminado, por ejemplo, como resultado de una alarma o señal de advertencia de fallo tras el transcurso de un período de tiempo después de que la reacción de dos componentes esté tan avanzada que el sistema de aplicación se deba enjuagar con el fin de evitar daños. En el caso del revestimiento de carrocerías, el enjuague también puede tener lugar durante las denominadas separaciones de carrocería, es decir, cuando, en los descansos después del revestimiento de una carrocería, el robot está esperando para la próxima carrocería transportada a través de la cabina de revestimiento. Las operaciones de enjuague se pueden controlar de forma automática dependiendo de los dispositivos de monitorización de tiempo.

Se pueden usar diferentes agentes de enjuague para la limpieza, dependiendo de la aplicación. Por ejemplo, en el caso de un cambio de la operación de revestimiento entre la pintura a base de solvente (2K) y la pintura a base de agua, pueden ser ventajosos otros agentes de enjuague en cada caso, por lo que un agente de separación tal como, por ejemplo, un alcohol también se puede usar adicionalmente entre los dos agentes de enjuague. Adicionalmente, los agentes de enjuague con diferentes acciones de limpieza se pueden usar (en cascada), por ejemplo, para reducir emisiones VOC (es decir, compuestos orgánicos volátiles) cuando el contenido de solvente orgánico se incrementa en un agente de enjuague acuoso. Sin embargo, también se conocen agentes de enjuague universales para pintura a base de agua y pintura a base de solvente. Se usa preferentemente un agente de enjuague libre de VOC. Para este propósito, diferentes programas de enjuague, que difieren en términos de sus secuencias de programa y/o sus duraciones, se pueden usar para diferentes pinturas.

Puede ser ventajoso, adicionalmente, en particular antes de un descanso planeado de funcionamiento, rellenar o humedecer la superficie interior o exterior del cabezal de impresión de boquilla que entran en contacto con uno o más componentes del agente de revestimiento con un fluido que al menos sustancialmente impide depósitos del agente de revestimiento y/o la reacción de dos componentes del agente de revestimiento (dentro del alcance de la invención, reacción en general significa una reacción de curado y/o química).

Para enjuagar, se pueden suministrar el agente de enjuague y aire pulsado de forma alternante de una manera conocida per se. Además, o en cambio, el enjuague también se puede llevar a cabo usando un aerosol. Si se encuentra que es necesario después del enjuague, las rutas enjuagadas se pueden vaciar o secar posteriormente con aire comprimido.

Después del enjuague, es ventajoso rellenar las rutas en cuestión con el agente de revestimiento o los componentes del mismo otra vez antes del inicio del revestimiento, lo que en instalaciones de revestimiento se denomina convencionalmente prensado. De forma opcional, puede ser conveniente expulsar por lo menos una gota o una cantidad definida del nuevo agente de revestimiento o sus componentes a través de la boquilla.

El dispositivo de enjuague proporcionado para las operaciones de enjuague descritas se puede formar por al menos una línea de agente de enjuague que conduce en paralelo a los conductos de suministro de componente en el dispositivo de aplicación y se puede conectar de forma opcional o es conectable mediante un mezclador o de forma directa a todas las boquillas. Si está presente un cambiador de color, se puede conectar una línea de agente de enjuague, por ejemplo, a una entrada del cambiador de color, de tal forma que el agente de enjuague se puede suministrar al cabezal de impresión de boquilla a través de la línea de suministro, por ejemplo, para el componente de pintura de lote. También es concebible una línea de agente de enjuague que conduce de forma separada al cabezal de impresión de boquilla.

En formas de realización ventajosas de la invención, un dispositivo de enjuague externo se puede proporcionar adicionalmente en la instalación de revestimiento, por ejemplo, un aparato de enjuague separado dispuesto cerca del robot de revestimiento y alcanzable por el mismo. Si se proporciona un dispositivo de almacenamiento, para almacenar el cabezal de impresión de boquilla durante descansos en el revestimiento, en la instalación de revestimiento, el aparato de enjuague también se puede integrar en el dispositivo de almacenamiento.

En cualquier caso, el dispositivo de enjuague debe ser preferentemente de una forma tal que se puedan enjuagar los canales de boquilla y también la superficie exterior del cabezal de impresión de boquilla, es decir opcionalmente la placa de boquilla. Adicionalmente, el retroenjuague de la placa de boquilla o los canales de boquilla puede ser ventajoso, siendo el agente de enjuague presionado a través del canal de boquilla desde el exterior hacia el interior, por ejemplo, con el fin de limpiar una boquilla bloqueada. Por lo tanto, no es necesario cambiar el cabezal de impresión de boquilla o la placa de boquilla, como de otro modo se requeriría, y por lo tanto se puede ahorrar material y tiempo de trabajo. Para capturar todos los fluidos que salen (desde las boquillas) durante el enjuague, es decir, el agente de revestimiento y el agente de enjuague y/o aerosoles, el aparato de enjuague puede estar provisto de un correspondiente dispositivo de recogida, del cual los fluidos entonces se pueden separar y eliminar.

En general, las pérdidas de agente de revestimiento y agente de enjuague deben ser tan pequeñas como sean posibles, y las emisiones VOC se deben evitar. En los métodos de aplicación descritos en la presente memoria, las pérdidas de agente de revestimiento o de pintura provocadas por una operación de enjuague se deben limitar a en cualquier caso a menos de 10 l, pero preferentemente a menos de 5 l, 200 ml, 20 ml, 10 ml, 5 ml o incluso 2 ml, y la exigencia de agente de enjuague se debe limitar a menos de 10 l, pero preferentemente a menos de 5 l, 2 l, 200 ml, 100 ml, 50 ml, 20 ml o incluso 10 ml.

Con el fin de reducir la pérdida de pintura y el consumo de agente de enjuague durante un cambio de color, también puede ser suficiente en el procesamiento de pinturas multicomponente enjugar solamente las regiones que entran en contacto con el componente que da color, por ejemplo, una pintura a base de 2K o pintura transparente 2K, y con la mezcla de los dos componentes.

Se debe mencionar a este respecto que, especialmente si los componentes no se mezclan hasta que dejan las boquillas o después de que han las boquillas, y el material de revestimiento ya mezclado no fluye de este modo en el cabezal de impresión de boquilla, se pueden evitar pérdidas de tiempo y de agente de enjuague que de otro modo se requieren, especialmente debido a que los elementos especiales de mezclado entonces no se tienen que enjuagar.

Si el mezclado no tiene lugar hasta que los componentes dejan la boquilla o después de que han dejado la boquilla, esto tiene adicionalmente la ventaja de que las relaciones de mezclado deseadas se pueden establecer de una manera particularmente simple y sin problemas.

Finalmente, también se debe mencionar que los cabezales de impresión de boquilla conocidos de la técnica anterior, que son adecuados solamente para pintura de un componente, se deben adaptar a los requerimientos para agentes de revestimiento de dos componentes. En particular, el tamaño, es decir, las secciones transversales hidráulicas, de las boquillas y sus canales se van a dimensionar de acuerdo con la relación de mezclado particular. Además, se deben usar materiales resistentes a solventes donde sea posible, tal como, por ejemplo, sellos producidos a partir de FFKM (es decir, caucho perfluorado).

La invención se explicará en mayor detalle por medio de las figuras, en las cuales

La figura 1 es una vista en sección transversal a través de una instalación de pintura de acuerdo con la invención para pintar componentes de carrocerías de vehículos automóviles que tienen unos cabezales de impresión como los dispositivos de aplicación;

La figura 2 es la representación esquemática de componentes expulsados desde dos boquillas según una forma de realización de la invención;

La figura 3 es la representación esquemática de la generación de puntos de revestimiento mutuamente solapados; y

La figura 4 muestra una unidad de boquilla que se va a usar en una forma de realización de la invención.

En la instalación de pintura según la invención mostrado en la figura 1 para pintar completamente en serie carrocerías de vehículos automóviles los componentes que se van a pintar se transportan en una transportadora 1, en un ángulo recto al plano de la figura, a través de una cabina de pintura 2, en la cual los componentes son pintados por robots de pintura de una manera que en parte es conocida per se. En el ejemplo mostrado, los robots de pintura 3, 4 tienen dos brazos de robot giratorios y cada uno guía un dispositivo de aplicación mediante un eje manual de robot multieje. Por ejemplo, los robots pueden ser robots que tienen seis o más ejes giratorios y de forma opcional, un eje de movimiento lineal a lo largo de la ruta de transporte. Los robots de pintura que tiene por lo menos siete ejes giratorios tienen la ventaja en la pintura de carrocerías de que en algunos casos se puede eliminar el coste de un eje de movimiento.

En contraste con las instalaciones de pintura convencionales con pulverizadores giratorios convencionales u otros pulverizadores, los robots de pintura 3, 4 guían los cabezales de impresión de boquilla del dispositivo de aplicación 8, 9 para pintura multicomponente o 2K. Estos cabezales de impresión de boquilla tienen una eficiencia de aplicación sustancialmente mayor que los pulverizadores de más del 95% al 99% y, por lo tanto, no generan prácticamente un exceso de pulverización. Por otra parte, esto tiene la ventaja de que es posible omitir el lavado por debajo de la cabina que se requiere en instalaciones de pintura convencionales con pulverizadores. En cambio, en la instalación de pintura según la invención puede haber una extracción de aire 10 por debajo de la cabina de pintura 2 que, si se requiere, extrae el aire de cabina hacia abajo fuera de la cabina a través de una cubierta de filtro 11 sin necesidad de realizar ningún otro esfuerzo para recoger y separar el exceso de pulverización. En muchos casos, la extracción de aire también es posible sin un filtro. Esto también puede tener lugar mediante canales dispuestos en la región del fondo.

La figura 2 explica una forma de realización de la invención, en la cual dos componentes del agente de revestimiento no se mezclan conjuntamente hasta que golpean la superficie que se va a revestir, por el impacto de las gotas o chorros. Estas gotas o chorros son generadas por dos boquillas D1 y D2, mostradas esquemáticamente, que están dispuestas una al lado de otra en un plano común del cabezal de impresión de boquilla, expulsando una boquilla un primer componente (por ejemplo, pintura de base) y expulsando la otra boquilla un segundo componente (agente de curado). Los componentes se pueden expulsar en sucesión temporal o también de forma simultánea en un tiempo 1 y, correspondientemente a la distancia de pintura L de las boquillas D1 y D2 desde la superficie F que se va a revestir y las velocidades de viaje de los componentes, los dos componentes golpean la superficie F ligeramente después en un tiempo 2, específicamente por lo menos aproximadamente en el mismo punto P, donde se mezclan uno con otro.

En el ejemplo mostrado, de acuerdo con la representación, las direcciones de expulsión (mostradas por las líneas punteadas) de las dos boquillas D1 y D2 se inclinan con respecto a la distancia de pintura L, que es perpendicular a la superficie F y hacia las respectivas otras boquillas, por ejemplo, en ángulos de viaje iguales opuestos a y p. El tamaño del ángulo de viaje elegido, así como que es dependiente de la distancia de pintura L, también es obviamente dependiente de la distancia, medida paralela a la superficie F, entre las boquillas D1 y D2 y puede ser, por ejemplo, entre aproximadamente 0 y 90°. Las velocidades de viaje y/o los ángulos de viaje de los dos componentes también pueden ser diferentes uno de otro. Si las boquillas D1 y D2 se abren en diferentes tiempos, también se puede tomar en consideración un movimiento de traslado de las boquillas con respecto a la superficie F durante la aplicación de los dos componentes.

La figura 3 explica, de forma esquemática, la aplicación de solape de unos puntos de revestimiento a la superficie F que se va a revestir, tratándose, en general, de gotas de componentes ya mezclados que a su vez se mezclan uno con otro en la superficie F al fluir conjuntamente. Sin embargo, también pueden ser componentes que no se mezclan hasta que están sobre la superficie F que se va a revestir. Mientras las boquillas son movidas, por ejemplo, por el robot de revestimiento a lo largo de la superficie F con la velocidad de movimiento especificada, cada una genera un punto de revestimiento, por ejemplo, una gota que tiene un tamaño definido a tiempos igualmente separados sucesivos predeterminados t1 a t5, etc. La respectiva boquilla se controla de tal forma que, en términos de tiempo, se obtienen unas distancias de gotas definidas b a lo largo de la superficie F y, por consiguiente, el solape deseado de las gotas aplicadas. El grado de solape puede estar comprendido entre más del 0% y aproximadamente el 75% (solape triple), es decir aproximadamente el 10%, 20%, 30% o 50% (solape doble con b = 1/2 a) o también b = 1/3 a o 2/3 a. Sin embargo, los puntos de revestimiento, en cambio, se pueden aplicar adyacentes entre sí, es decir sin un traslape (b = a).

En principio, es posible esta aplicación con o sin un solape, cuando los componentes ya están mezclados antes o en el cabezal de impresión de boquilla o después de que hayan dejado la boquilla, pero antes de que alcancen la superficie que se va a revestir. Una aplicación de solape es ventajosa incluso si se aplican chorros continuos en lugar de gotas individuales.

La figura 4 muestra, de forma esquemáticamente, una unidad de boquilla 40 en forma de una boquilla doble para mezclar dos componentes de un agente de revestimiento (por ejemplo, pintura 2K) en el cabezal de impresión de boquilla. La unidad de boquilla 40 consiste sustancialmente en un cuerpo tubular 41 exterior en cuyo interior, por ejemplo, interior cilíndrico, está dispuesto un tubo interior 42, por ejemplo, del mismo modo cilíndrico, y de forma concéntrica. En tanto que la figura 4B) muestra una sección longitudinal a través de esta unidad de boquilla 40 tubular, la figura 4A) es una vista en planta de la cara terminal de boquilla inferior en la figura 4B). El cuerpo tubular 41 exterior puede sobresalir hacia afuera, de acuerdo con la representación, en la cara terminal de boquilla 43 axialmente más allá del tubo interior 42. Un componente del agente de revestimiento (por ejemplo, pintura de lote) se presiona a través del tubo interior 41 hacia la salida 45, que en el ejemplo bajo consideración es circular, en tanto que el segundo componente (por ejemplo, agente de curado) se presiona hacia la salida 46 en la forma de una separación anular entre el tubo interior 42 y el cuerpo tubular exterior 41. Por el contrario, también sería posible guiar el primer componente mencionado a través de la separación anular y, por consiguiente, el segundo componente a través del tubo interior.

En el ejemplo en cuestión aquí considerado, el mezclado de los componentes tiene lugar en la cara terminal 43 de la boquilla gemela o la unidad de boquilla 40 mostrada, es decir en la salida de la misma, donde cada una de las gotas formadas allí según la representación, se mezclan una con otra. Puede ser ventajoso si la formación de las respectivas gotas no empieza al mismo tiempo, pero los dos elementos de boquilla, es decir el tubo interior 42 y la salida 46 en la forma de la boquilla de separación anular, se controlan en términos de tiempo por válvulas (no mostradas) de tal que forma que la gota se forma primero en la boquilla tubular interior y solo entonces se forma la gota en la boquilla de separación anular. La secuencia inversa también puede ser ventajosa. Sin embargo, también es concebible en cambio la apertura simultánea de los dos elementos de boquilla.

Como se ha mencionado en el principio, el cabezal de impresión de boquilla según la invención preferentemente sostiene una pluralidad de estas unidades de boquilla que en particular se pueden disponer en una o más filas.

En tanto que la invención en la figura 4 explica una unidad de boquilla gemela usando el ejemplo de formación de gota, ésta o boquillas gemelas similares también son concebibles para generar chorros componentes que se pueden mezclar en las salidas de boquilla. En ambos casos, los dos elementos de boquilla se pueden controlar en cuanto a sus tiempos de apertura conjuntamente y/o cada uno de forma individual por válvulas controlables asociadas.

Como ya se ha mencionado, puede ser ventajoso proporcionar los componentes que se van a mezclar con un movimiento de remolino. Esto se puede lograr, por ejemplo, por medio de una ranura en espiral en el interior de un canal de boquilla (similar, en principio, a un barril de pistola de rifle).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de aplicación para la aplicación en serie de un agente de revestimiento a superficies de piezas de trabajo, en particular de carrocerías de vehículos automóviles y/o partes adicionales de las mismas,

con un cabezal de impresión de boquilla (8, 9), que contiene una pluralidad de boquillas (D1, D2; 40) dispuestas una al lado de otra, que aplican el agente de revestimiento como chorros continuos o gotas individuales a la superficie (F) que se va a revestir, estando el cabezal de impresión de boquilla dispuesto, en particular, sobre un robot de revestimiento multieje (3, 4) con seis o más ejes giratorios, que mueve el cabezal de impresión de boquilla (8, 9) sobre la superficie que se va a revestir, y con una unidad de suministro que contiene el agente de revestimiento,

en el que el agente de revestimiento consiste en por lo menos dos componentes que se van a mezclar entre sí, que comprenden por lo menos un componente de material y por lo menos un componente de agente de curado que reacciona con el componente de material para su curado, y en el que está previsto un dispositivo de enjuague para el cabezal de impresión de boquilla, que

a) está formado por al menos un conducto de agente de enjuague que conduce al dispositivo de aplicación y/o al cabezal de impresión de boquilla, en el que están conectadas o se pueden conectar las boquillas, y/o

b) está formado por un dispositivo dispuesto externamente en la proximidad del robot de revestimiento multieje (3, 4) que mueve el cabezal de impresión de boquilla,

caracterizado por que el cabezal de impresión de boquilla (8, 9) presenta por lo menos dos conductos de suministro separados para los componentes que se van a mezclar, que están previstos para suministrar conjuntamente a las boquillas (D1, D2; 40) el agente de revestimiento o sus componentes, y

los componentes permanecen separados por lo menos hasta que entran en el cabezal de impresión de boquilla (8, 9).

2. Dispositivo de aplicación según la reivindicación 1, caracterizado porque las boquillas del cabezal de impresión de boquilla dirigen de manera controlada los chorros o las gotas del agente de revestimiento o de sus componentes en puntos individuales de la superficie que se va a revestir para evitar un exceso de pulverización, en el que los puntos de impacto aplicados, en particular, son adyacentes entre sí o se solapan entre sí.

3. Dispositivo de aplicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el agente de revestimiento es

a) una pintura multicomponente líquida,

b) un medio de fondo o de imprimación,

(c) un medio adhesivo o sellador o

(d) un agente conservante

y, en cada caso, presenta por lo menos un componente de base y por lo menos un componente de agente de curado que reacciona con el mismo.

4. Dispositivo de aplicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que

(a) el cabezal de impresión de boquilla dirige dichos por lo menos dos componentes de forma separada uno de otro sobre la superficie que se va a revestir, de tal manera que se mezclen en la superficie, y/o (b) las boquillas del cabezal de impresión de boquilla están ajustadas entre sí, de tal manera que los componentes se encuentren en la ruta a la superficie que se va a revestir, o

(c) los componentes se mezclan en el cabezal de impresión de boquilla, y/o

(d) las boquillas del cabezal de impresión de boquilla están configuradas cada una para mezclar dichos por lo menos dos componentes.

5. Dispositivo de aplicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cabezal de impresión de boquilla expulsa los componentes que se van a mezclar de forma simultánea o en sucesión temporal.

6. Dispositivo de aplicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un mezclador para mezclar los componentes del material de revestimiento

(a) está dispuesto en el cabezal de impresión de boquilla, y/o

(b) está integrado en un respectivo canal de flujo de entrada de las boquillas dentro del cabezal de impresión de boquilla y ahí está conectado en el lado de entrada a dichos por lo menos dos conductos de suministro separados.

7. Dispositivo de aplicación según la reivindicación 6, caracterizado por que el mezclador está configurado como un mezclador estático o un mezclador dinámico.

8. Dispositivo de aplicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que está previsto por lo menos un cambiador de color, que

(a) está conectado a por lo menos uno de los conductos de suministro del dispositivo de aplicación o del cabezal de impresión de boquilla y suministra de forma controlada componentes de pintura seleccionables de diferentes colores a dicho por lo menos un conducto de suministro, y

(b) está dispuesto de forma móvil con respecto a la superficie que se va a revestir, en particular sobre un robot de pintura que mueve el cabezal de impresión de boquilla, o

(c) está dispuesto de forma fija en una cabina de pintura.

9. Dispositivo de aplicación según una las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las boquillas (40) contienen, cada una, por lo menos dos canales que conducen a una salida de boquilla (45, 46), que se extienden preferentemente de manera concéntrica una con respecto a otra, estando la salida de boquilla (45, 46) preferentemente formada por al menos una separación anular y una abertura central.

10. Dispositivo de aplicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cabezal de impresión de boquilla imparte un movimiento de remolino a los componentes expulsados por la formación constructiva de las boquillas o sus canales de suministro para un mejor mezclado.

11. Dispositivo de aplicación según una las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las boquillas del cabezal de impresión de boquilla son controlables con respecto a sus respectivos tiempos de apertura y cierre, en particular por señales de control de programa para accionar válvulas de las boquillas.

12. Dispositivo de aplicación según una las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los ejes longitudinales de las boquillas del cabezal de impresión de boquilla con respecto a un plano del cabezal de impresión de boquilla, en particular de una placa de boquilla,

(a) se extienden perpendicularmente al plano, o

(b) discurren formando un ángulo con respecto al plano, en particular formando ángulos distintos, iguales, o iguales pero opuestos de boquillas adyacentes.

13. Cabezal de impresión de boquilla del dispositivo de aplicación según una de las reivindicaciones anteriores, en particular con una placa de boquilla, que contiene, en un plano de placa, unas aberturas que sirven como boquillas dispuestas preferentemente en una o más filas paralelas.

14. Dispositivo de aplicación según la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo de enjuague está configurado

(a) para enjuagar los canales de boquilla y/o

(b) para enjuagar una superficie exterior del cabezal de impresión de boquilla y/o una placa de boquilla que contiene las boquillas.

15. Dispositivo de aplicación según la reivindicación 1 o 14, caracterizado por que el dispositivo de enjuague presenta un dispositivo de recogida para recoger el agente de revestimiento y/o enjuague expulsado fuera de las boquillas durante el enjuague.

16. Instalación de revestimiento con un dispositivo de aplicación según una de las reivindicaciones anteriores con uno o más robots de aplicación dentro de una cabina de revestimiento.

17. Método para la aplicación en serie de un agente de revestimiento a superficies de piezas de trabajo, en particular carrocerías de vehículos automóviles y/o partes adicionales de las mismas,

en el que un dispositivo de aplicación con un cabezal de impresión de boquilla (8, 9) dispuesto sobre un robot de revestimiento multieje (3, 4) con seis o más ejes giratorios, que contiene una pluralidad de boquillas (D1, D2; 40) dispuestas una al lado de otra, aplica el agente de revestimiento alimentado desde una unidad de alimentación como chorros continuos o gotas individuales sobre la superficie (F) que se va a revestir, en el que el agente de revestimiento consiste en por lo menos dos componentes que se van a mezclar entre sí, que comprenden por lo menos un componente de material y por lo menos un componente de agente de curado que reacciona con el componente de material para su curado, y en el que se utiliza un dispositivo de enjuague, que está formado por al menos un conducto de agente de enjuague que conduce al dispositivo de aplicación y/o al cabezal de impresión de boquilla, en el que están conectadas o se pueden conectar la boquilla o boquillas, y/o por un dispositivo dispuesto externamente en la proximidad del robot de revestimiento multieje (3, 4) que mueve el cabezal de impresión de boquilla,

caracterizado por que los componentes se introducen en el cabezal de impresión de boquilla (8, 9) a través de por lo menos dos conductos de suministro separados, a partir de los cuales las boquillas son alimentadas junto con el agente de revestimiento o sus componentes, y los componentes permanecen separados por lo menos hasta que entran en el cabezal de impresión de boquilla (8, 9), en el que el mezclado de dichos por lo menos dos componentes tiene lugar

(a) sobre la superficie que se va a revestir,

(b) en el aire en la ruta a la superficie que se va a revestir,

(c) en o sobre el cabezal de impresión de boquilla, o

(d) en cada caso, en o sobre la salida de una boquilla.

18. Método según la reivindicación 17, caracterizado por que dichos por lo menos dos componentes son expulsados

(a) de forma simultánea o

(b) en sucesión temporal de manera controlada desde las boquillas separadas o desde por lo menos dos aberturas de salida de una boquilla.

19. Método según la reivindicación 17 o 18, caracterizado por que los componentes que se van a mezclar son expulsados con un movimiento de remolino.

20. Método según una las reivindicaciones 17 a 19, en particular cuando se mezclan los componentes en la superficie que se va a revestir, caracterizado por que los chorros o gotas del agente de revestimiento o de sus componentes golpean la superficie que se va a revestir como puntos con un diámetro definido en sucesión temporal de tal manera que

(a) sean adyacentes entre sí o

(b) se solapen entre sí, estando el solape comprendido entre más del 0% y preferentemente de manera aproximada el 75% del diámetro de punto.

21. Método según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, caracterizado por al menos una de las siguientes etapas:

(a) enjuagar el cabezal de impresión de boquilla después de un período operativo predeterminado u otro período de tiempo o en momentos predeterminados fijos o después de por lo menos un evento determinado de la operación de revestimiento;

(b) enjuagar los canales de las boquillas;

(c) enjuagar una superficie exterior del cabezal de impresión de boquilla y/o de una placa de boquilla que contiene las boquillas;

(d) retroenjuagar el cabezal de impresión de boquilla y/o una placa de boquilla que contiene las boquillas al presionar el agente de enjuague en los canales de boquilla desde el exterior hacia el interior;

(e) suministrar de forma alterna un agente de enjuague y aire pulsado;

(f) enjuagar con un aerosol;

(g) recoger los fluidos que salen durante el enjuague y/o un aerosol y separarlo para su eliminación;

(h) presionar el agente de revestimiento o sus componentes al rellenar de nuevo el cabezal de impresión de boquilla después del enjuague;

(i) expulsar por lo menos una gota o una cantidad definida del agente de revestimiento o de un componente a través de la boquilla después del enjuague;

(k) usar diferentes agentes de enjuague en caso de un cambio entre una pintura a base de solvente y una pintura a base de agua como el componente de pintura de base del agente de revestimiento y opcionalmente, usar un agente de separación entre los dos tipos de pintura;

(l) usar diferentes agentes de enjuague con diferentes acciones de limpieza;

(m) usar un agente de enjuague universal, en particular en el caso de un cambio entre una pintura a base de solvente y una pintura a base de agua como componente de pintura de base del agente de revestimiento; (n) usar un agente de enjuague libre de VOC;

(o) enjuagar solamente las rutas del dispositivo de aplicación, con las cuales solamente uno de los componentes y/o la mezcla de dos componentes entra en contacto, en particular solamente las rutas con las cuales un componente que da color del agente de revestimiento y la mezcla de los dos componentes entran en contacto;

(p) rellenar o humedecer las superficies interior o exterior del cabezal de impresión de boquilla que entran en contacto con el agente de revestimiento con un fluido, que impide depósitos de agente de revestimiento y/o la reacción de dos componentes de agente de revestimiento.

22. Método según una de las reivindicaciones 17 a 21, caracterizado por que, durante el enjuague del cabezal de impresión de boquilla,

(a) las pérdidas de agente de revestimiento o de por lo menos un componente de pintura de base provocadas por el enjuague se limitan a menos de 5 l, 2 l, 200 ml, 20 ml, 10 ml, 5 ml o 2 ml, y/o

(b) el consumo de agente de enjuague se limita a menos de 10 l, 5 l, 2 l, 200 ml, 100 ml, 50 ml, 20 ml o 10 ml.