FR2987762A1 - Procede pour appliquer une peinture poudre sur des pieces metalliques comprenant une etape de prechauffage des pieces a peindre, et installation correspondante - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour appliquer une peinture poudre sur des pièces métalliques, comprenant des étapes de : - traitement de surface des pièces à peindre ; - pulvérisation électro-statique de peinture poudre sur les pièces à peindre ; - cuisson des pièces à peindre de façon à provoquer une polymérisation de la peinture poudre, caractérisé en ce que ladite étape de pulvérisation est précédée d'une étape de préchauffage des pièces à peindre de façon à présenter les pièces à peindre à une température prédéterminée en entrée de l'étape de pulvérisation.

Description

Procédé pour appliquer une peinture poudre sur des pièces métalliques comprenant une étape de préchauffage des pièces à peindre, et installation correspondante. Le domaine de l'invention concerne les techniques d'application de peinture poudre par pulvérisation électrostatique. Plus précisément, l'invention concerne une technique d'application de peinture poudre dite fonctionnelle, s'agissant en particulier d'une fonction anti-corrosion. Dans le domaine de l'invention, on distingue deux catégories de peinture poudre : - les poudres décoratives, utilisées pour colorer des surfaces métalliques, en bois, en verre, etc... en des épaisseurs de 50 à 80 pi m généralement ; - des poudres fonctionnelles utilisées pour leur propriété anticorrosion et/ou d'isolant électrique ; ces poudres sont généralement appliquées en épaisseur de 50 à 200 Fm. Les poudres fonctionnelles sont classiquement utilisées sur les pipe-lines, les vannes, et aussi dans les moteurs et les transformateurs électriques. Dans le domaine de l'automobile, ces peintures poudre anti-corrosion sont également utilisées pour protéger les pièces de transmission tels que les bols, les tulipes, les arbres... Traditionnellement, un procédé d'application de peinture poudre comprend les étapes de : - traitement par impacts ; - accrochage des pièces sur un convoyeur ; - traitement de surface ; - pulvérisation électrostatique de la poudre sur les pièces ; - cuisson des pièces de façon à provoquer une polymérisation de la peinture sur la pièce. Classiquement, les ateliers accueillant les installations mettant en oeuvre de tels procédés sont sujet à de grandes variations de température en fonction des saisons (et bien entendu en fonction également de la région où se trouve l'atelier). Il en résulte que les pièces arrivent et entrent dans le four de cuisson à une température qui peut varier considérablement selon les mois de l'année.

Pour pallier ce problème, il est bien entendu possible d'allonger le temps de présence des pièces dans le four de cuisson, ceci notamment en allongeant le four de telle sorte que le temps de convoyage à l'intérieur du four soit augmenté (dans le cas où le four de cuisson est un tunnel de cuisson au travers duquel les pièces à peindre sont convoyées).

On s'assure ainsi que la température de polymérisation est atteinte, quelle que soit la température des pièces en entrée du four. Toutefois, il peut dans ces conditions se produire un phénomène indésirable. En effet, dans certains cas, les pièces arrivent en entrée du four à une température supérieure à celle suffisante pour que le four amène la pièce à la température de polymérisation souhaitée dans des conditions de chauffage et de durée prédéterminés. Il en résulte que la température des pièces peut dépasser la température de polymérisation adaptée à la peinture utilisée, ce qui peut engendrer un traitement thermique non souhaité, ou en tout état de cause non maîtrisé, qui peut modifier les caractéristiques de la pièce en sortie du four de cuisson. La pièce peut alors ne plus satisfaire les exigences du cahier des charges auquel elle doit répondre. Or, ce cahier des charges s'avère relativement précis et rigoureux pour certaines pièces, tel que par exemple les pièces de transmission utilisées dans le domaine de la construction automobile.

Parallèlement, les exigences en termes de durée de la protection anti- corrosion sont de plus en plus poussées. Dans le domaine des pièces de transmission automobile, il est par exemple demandé que la protection anticorrosion atteigne dans certains cas 800 heures de « brouillard salin ». L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur.

Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un procédé et une installation pour l'application d'une peinture poudre dans laquelle l'étape de cuisson (polymérisation) est réalisée dans des conditions de température et de temps optimisés par rapport à l'art antérieur. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un procédé pour appliquer une peinture poudre sur des pièces métalliques, comprenant des étapes de : - traitement de surface des pièces à peindre ; - pulvérisation électrostatique de peinture poudre sur les pièces à peindre ; - cuisson des pièces à peindre de façon à provoquer une polymérisation de la peinture poudre, caractérisé en ce que ladite étape de pulvérisation est précédée d'une étape de préchauffage des pièces à peindre de façon à présenter les pièces à peindre à une température prédéterminée en entrée de l'étape de pulvérisation. De cette façon, on assure une qualité des pièces peintes de façon satisfaisante, et régulière voire quasi constante. En effet, contrairement à l'art antérieur selon lequel les pièces à peindre arrivent en entrée du four de cuisson à une température influencée par la température ambiante dans l'atelier (qui elle-même même varie sensiblement en fonction des conditions climatiques extérieures), le procédé selon l'invention permet, grâce à l'étape de préchauffage des pièces à peindre, d'amener les pièces en entrée de l'étape de cuisson à une température constante ou à tout le moins maîtrisée. De ce fait, il est aisé de déterminer, en fonction des caractéristiques de la poudre, une température de cuisson et une durée de cuisson optimisées en vue d'atteindre une qualité de polymérisation satisfaisante, ceci tout en évitant un temps de cuisson excessif susceptible d'engendrer un traitement thermique indésirable de la pièce.

Le four de cuisson étant un tunnel de cuisson, lorsque les pièces sont convoyées en continu au travers du four, la longueur du tunnel peut également être dimensionnée de façon optimisée, ce qui tend à réduire son coût d'acquisition et d'exploitation, ainsi que son encombrement au sol dans l'atelier.

On note que le procédé selon l'invention est particulièrement avantageux pour des pièces sur lesquelles les poudres sont appliquées en épaisseurs comprises entre 50 et 200 pm. En effet, de telles épaisseurs impliquent une faible inertie thermique et, par conséquent, réagissent suffisamment à un préchauffage (contrairement à une épaisseur de poudre importante qui sera "longue" à réagir à la température de la pièce due au pré-chauffage). Selon une solution avantageuse, ladite étape de préchauffage est conduite de façon à amener les pièces à peindre à une température comprise 100° C et 140°C. Ainsi, on amène les pièces à peindre à une température à partir de laquelle la poudre va commencer à fondre au contact de la pièce en un temps satisfaisant (en dessous de 100°C, le temps pour que la poudre fonde devient rop important). En outre, on évite que la poudre polymérise trop tôt au contact de la pièce (ce qui serait le cas avec une pièce amenée à une température supérieure à 140°C), ce qui conduirait à un état de surface final insatisfaisant.

Par ailleurs, on peut, avec une telle plage de température, maîtriser la température des pièces à peindre en entrée de l'étape de cuisson dans des ateliers à l'intérieur desquels la température n'est pas maîtrisée et dont la température ambiante peut varier, pour certains de ces ateliers, de 5° C en hiver à 40° C en été.

On note également que le fait d'amener les pièces à peindre dans une telle plage de températures assure un meilleur contact de la poudre avec la pièce du fait de l'augmentation de la conductivité engendrée par la pré-chauffage, la notion de conductivité étant importante puisque le dépôt de la poudre s'effectue dans le cadre d'une pulvérisation électrostatique.

La Demanderesse a en effet noté que le procédé selon l'invention permet même de peindre, avec le procédé selon l'invention, y inclus l'étape de pulvérisation électrostatique, des pièces en matière plastique. Dans ce cas, ladite étape de préchauffage est conduite de façon à amener les pièces à peindre à une température de 120°C. A une telle température, la poudre pulvérisée sur la pièce à peindre commence à fondre dès son contact avec la surface chaude de la pièce à peindre. Ceci a pour effet que l'accrochage de la poudre sur la pièce à peindre s'effectue instantanément. L'épaisseur voulue de peinture sur la pièce à peindre est ainsi atteinte rapidement, quasiment sans retombées de la poudre. On limite de cette façon considérablement la perte de poudre. En d'autres termes, avec un procédé selon l'invention, des économies relativement importantes de poudre peuvent être envisagées. Avantageusement, ladite étape de préchauffage est conduite en étuve.

Dans ce cas, les pièces à peindre sont soumises à une température de 200°C dans ladite étuve. Selon un mode de réalisation particulier, dans lequel les pièces à peindre sont déplacées à l'aide de moyens de convoyage pendant lesdites étapes et entre lesdites étapes, les pièces à peindre sont préférentiellement déplacées à une première vitesse de convoyage pendant ladite étape de préchauffage et sont déplacées à une deuxième vitesse de convoyage, supérieure à la première vitesse de convoyage, entre ladite étape de préchauffage et ladite étape de pulvérisation. Ainsi, on accélère la vitesse de convoyage entre la sortie de l'étape de préchauffage et l'entrée de l'étape de cuisson, ce qui, par conséquent, diminue le temps de convoyage entre les deux étapes et limite le possible refroidissement entre les deux étapes, ce refroidissement étant susceptible d'être d'autant plus important que la température à l'intérieur de l'atelier est basse. L'invention concerne également une installation pour appliquer une peinture poudre sur des pièces métalliques, comprenant : - des moyens de traitement de surface des pièces à peindre ; - des moyens de pulvérisation électrostatique de peinture poudre sur les pièces à peindre ; - des moyens de cuisson de pièces à peindre aptes à provoquer une polymérisation de la peinture poudre, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de préchauffage des pièces à peindre mis en oeuvre en amont des moyens de pulvérisation et aptes à présenter les pièces à peindre à une température prédéterminée au niveau des moyens de pulvérisation. Selon une solution avantageuse, les moyens de préchauffage comprennent au moins une étuve. Selon un mode de réalisation particulier, l'installation comprend des premiers moyens de convoyage des pièces à peindre au sein des moyens de préchauffage et des deuxièmes moyens de convoyage des pièces entre les moyens de préchauffage et les moyens de pulvérisation, lesdits premiers moyens de convoyage étant configurés pour convoyer les pièces à peindre à une première vitesse et lesdits deuxièmes moyens étant configurés pour convoyer les pièces à peindre à une deuxième vitesse supérieure à la première vitesse. Avantageusement, lesdits deuxièmes moyens de convoyage sont exposés à la température ambiante.

Grâce à l'invention, il est en effet non nécessaire de convoyer les pièces à ce niveau dans un environnement, voire dans une enceinte, dont la température est maîtrisée. On limite de cette façon les coûts de montage et d'installation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un procédé et d'une installation selon l'invention, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et de la figure 1 annexée. En référence à la figure 1 unique, on décrit ci-après un procédé et une installation pour appliquer une peinture poudre sur les pièces métalliques. Le procédé selon l'invention est du type comprenant les étapes de : - traitement de surface des pièces à peindre ; - pulvérisation électrostatique de peinture poudre sur des pièces à peindre ; - cuisson des pièces à peindre de façon à provoquer une polymérisation de la peinture poudre.

Le procédé selon l'invention s'applique notamment à des pièces destinées à être montées sur des automobiles, telles que des pièces de transmission. Certaines pièces à peindre, en particulier s'agissant des pièces de transmission, subissent des traitements thermiques et/ou des usinages qui conduisent à livrer, à l'atelier de peinture, des pièces calaminées et/ou grasses. Il est alors nécessaire de procéder à un dérochage mécanique. Le procédé comprend alors une première étape consistant à procéder à un traitement par impacts visant à retirer toute matière indésirable sur la surface de la pièce à peindre. Les pièces sont ensuite amenées à un poste d'accrochage 1. A ce poste, l'opérateur accède à des crochets 10 portés par des moyens de convoyage 11.

Ces moyens de convoyage 11 permettent de faire transiter les pièces à peindre d'une étape à l'autre du procédé, ainsi que pendant les étapes. Tel qu'illustré par la figure 1, le convoyage 11 se présente sous la forme d'un circuit fermé présentant une branche aller, allant du poste d'accrochage jusqu'au dernier poste de l'installation, en faisant circuler les pièces à l'intérieur de chaque poste. Les moyens de convoyage présentent en outre une branche retour, s'étendant entre le dernier poste de l'installation et le poste d'accrochage, de telle sorte que les crochets, libérés des pièces peintes en aval du dernier poste de l'installation, retournent au poste d'accrochage 1. L'opérateur accroche les pièces sur les crochets 10 des moyens de convoyage selon une gamme d'accrochage adaptée à chaque pièce. En effet, chaque pièce doit être accrochée d'une façon particulière, permettant de présenter la pièce de telle sorte que toutes ses parties soient accessibles au moment de la pulvérisation. En tout état de cause, chaque partie à peindre de la pièce doit pouvoir être atteinte par les moyens de pulvérisation de la poudre.

L'installation comprend un poste de traitement de surface au niveau duquel les pièces sont acheminées par les moyens de convoyage. Cette étape de traitement de surface consiste à immerger les pièces dans un bain dégraissant et phosphatant, et à doucher les pièces avec un liquide de passivation. Le procédé selon l'invention comprend en outre les étapes de : - pulvérisation électrostatique de la peinture poudre sur les pièces à peindre, ceci au niveau d'un poste 4 au travers duquel les pièces à peindre sont convoyées ; - cuisson des pièces à peindre de façon à provoquer une polymérisation de la peinture poudre, ceci au niveau d'un poste 5 au travers duquel les pièces sont également destinées à être convoyées à l'aide des moyens de convoyage 11. Le poste 4 est associé à un poste de préparation de la peinture, au niveau duquel les teintes et qualité de la peinture sont vérifiées, et au niveau duquel l'opérateur dispose d'un document relatif aux spécifications des fournisseurs de poudre et d'une fiche suiveuse pour assurer une traçabilité des pièces peintes. Le poste de pulvérisation 4 peut être un poste d'application automatique de la poudre, ou d'application manuelle, à l'aide d'un ou de plusieurs pistolets de pulvérisation. Le poste de cuisson est bien entendu pourvu de tous les moyens appropriés permettant de contrôler la température du four de cuisson, ainsi que la vitesse des moyens de convoyage à l'intérieur de celui-ci. Selon le principe de l'invention, le procédé comprend également une étape de préchauffage des pièces à peindre. Cette étape est conduite de façon à présenter les pièces à peindre à une température prédéterminée en entrée de l'étape de pulvérisation. L'étape de préchauffage précède donc l'étape de pulvérisation. L'étape de préchauffage est réalisée au niveau d'un poste 3, en amont du poste 4 selon le sens de défilement des moyens de convoyage 11.

Selon le présent mode de réalisation de l'invention, les moyens permettant d'effectuer l'étape de préchauffage des pièces à peindre comprennent une étuve, à l'intérieur de laquelle les pièces à peindre sont soumises à une température de 200°C.

La température dans l'étuve et le temps de présence des pièces à peindre dans l'étuve sont prévus de façon à amener les pièces à peindre à une température de 120°C en sortie de l'étape de préchauffage, ou plus généralement à une température comprise entre 100°C et 140°C. De plus, les pièces à peindre sont déplacées à une première vitesse de convoyage pendant l'étape de préchauffage, tandis qu'elles sont déplacées à une deuxième vitesse de convoyage, supérieure à la première vitesse de convoyage, entre l'étape de préchauffage et l'étape de pulvérisation, soit entre le poste 3 et le poste 4. Selon un mode de réalisation particulier, les pièces sont entraînées pendant l'étape de préchauffage par un convoyeur lent, configuré pour convoyer des pièces à peindre à une vitesse comprise entre 0,80 m/mn et 1,60 m/mn. Entre le poste 3 et le poste 4, les moyens de convoyage sont configurés pour accélérer le convoyage des pièces à peindre jusqu'à l'entrée du poste 4, ceci pour atteindre une vitesse de convoyage de l'ordre de 12 mètres par minute.

Les moyens de convoyage sont, selon un mode de réalisation préférentiel, constitués par deux rails de convoyage dans le prolongement fun de l'autre, les pièces à peindre étant accrochés sur des crochets coulissant le long des rails. Une première chaîne d'entraînement entraîne les crochets le long du premier rail de façon à constituer le convoyeur "lent", et une deuxième chaîne d'entraînement entraîne les crochets le long du deuxième rail de façon à constituer le deuxième convoyeur, plus rapide que le convoyeur "lent". On note que les deux moyens de convoyage assurant le convoyage des pièces à peindre entre le poste 3 et le poste 4 sont exposées à la température ambiante dans l'atelier.

Par ailleurs, certaines pièces à peindre peuvent présenter des parties à peindre et des parties à ne pas peindre. Dans ce cas, le procédé peut inclure une étape de pause de caches désignés par le terme « épargnes » sur les parties à ne pas peindre. Cette étape est généralement réalisée manuellement par un opérateur, ceci entre le poste 2 et le poste 3. Bien entendu, dans ce cas, le procédé comprend également une étape de dépose des épargnes, généralement réalisée également manuellement, ceci en aval du poste 5. A ce niveau, l'opérateur procède également au décrochage des pièces à partir des moyens de convoyage et procède à un contrôle visuel de chaque pièce.

Les pièces sont ensuite conditionnées selon une gamme de conditionnement spécifique, les pièces étant accompagnées de leur fiche de contrôle et d'enregistrement. 20

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé pour appliquer une peinture poudre sur des pièces métalliques, comprenant des étapes de : traitement de surface des pièces à peindre ; pulvérisation électro-statique de peinture poudre sur les pièces à peindre ; cuisson des pièces à peindre de façon à provoquer une polymérisation de la peinture poudre, caractérisé en ce que ladite étape de pulvérisation est précédée d'une étape de préchauffage des pièces à peindre de façon à présenter les pièces à peindre à une température prédéterminée en entrée de l'étape de pulvérisation.
2. 2. Procédé pour appliquer une peinture poudre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de préchauffage est conduite de façon à amener les pièces à peindre à une température comprise 100° C et 140° C.
3. 3. Procédé pour appliquer une peinture poudre selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite étape de préchauffage est conduite de façon à amener les pièces à peindre à une température de 120°C.
4. 4. Procédé pour appliquer une peinture poudre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite étape de préchauffage est conduite en étuve.
5. 5. Procédé pour appliquer une peinture poudre selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pièces à peindre sont soumises à une température de 200°C dans ladite étuve.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les pièces à peindre sont déplacées à l'aide de moyens de convoyage pendant lesdites étapes et entre lesdites étapes, caractérisé en ce que les pièces à peindre sont déplacées à une première vitesse de convoyage pendant ladite étape de préchauffage et sont déplacées à une deuxième vitesse de- 12 convoyage, supérieure à la première vitesse de convoyage entre ladite étape de préchauffage et ladite étape de pulvérisation.
7. 7. Installation pour appliquer une peinture poudre sur des pièces métalliques comportant : - des moyens de traitement de surface des pièces à peindre ; - des moyens de pulvérisation électro-statique de peinture poudre sur les pièces à peindre ; - des moyens de cuisson des pièces à peindre de façon à provoquer une polymérisation de la peinture poudre, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de préchauffage des pièces à peindre mis en oeuvre en amont des moyens de pulvérisation et aptes à présenter les pièces à peindre à une température prédéterminée au niveau des moyens de pulvérisation.
8. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens de préchauffage comprennent au moins une étuve.
9. 9. Installation selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des premiers moyens de convoyage des pièces à peindre au sein des moyens de préchauffage et des deuxièmes moyens de convoyage des pièces entre les moyens de préchauffage et les moyens de pulvérisation, lesdits premiers moyens de convoyage étant configurés pour convoyer les pièces à peindre à une première vitesse et lesdits deuxièmes moyens étant configurés pour convoyer les pièces à peindre à une deuxième vitesse supérieure à la première vitesse.
10. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits deuxièmes moyens de convoyage sont exposés à la température ambiante.