PL227963B1 - Sposób malowania proszkowego wzdłuznych elementów o ostrych krawedziach - Google Patents

Abstract

Sposób malowania proszkowego wzdłużnych elementów o ostrych krawędziach, w którym mocuje się elementy na zawieszkach, po czym wprowadza się elementy do kabiny malarskiej, w której napyla się z pistoletów malarskich na elementy przemieszczane wzdłuż kabiny farbę proszkową, po czym wygrzewa się elementy z farbą proszkową, charakteryzuje się tym, że elementy do malowania mocuje się poziomo na zawieszkach, których chwytaki wsuwa się do wewnątrz z boku malowanych elementów, natomiast napylanie farby proszkowej prowadzi się w dwóch etapach, gdzie w etapie wstępnym napyla się farbę proszkową za pomocą pistoletów stacjonarnych umieszczonych z obydwu stron malowanych profili, a w etapie właściwym napyla się farbę proszkową za pomocą pistoletów ruchomych w kierunku góra - dół i umieszczonych z obydwu stron malowanych elementów, stosując większe napięcie, natężenie i prędkość wyrzutu farby z pistoletu niż w etapie wstępnym malowania, przy czym pistolety ruchome ustawia się względem elementów tak, aby 1/3 długości ich niezaburzonego strumienia farby od strony wylotu dyszy znajdowała się w środku elementu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób malowania proszkowego wzdłużnych elementów o ostrych krawędziach, w szczególności profili do montażu elewacji zewnętrznych szklanych lub kompozytowych, których elementy łączone są pod kątem prostym, rozwartym lub ostrym.

Malowanie proszkowe polega na nakładaniu naelektryzowanych cząstek farby proszkowej na powierzchnię przewodzącą malowanego elementu, zwykle wykonanego z metalu. Malowany element jest uziemiony, a cząstki farby w postaci suchej są nakładane przez pistolet elektrostatyczny o ładu nku dodatnim lub ujemnym, w którym są elektryzowane do poziomu kilkudziesięciu kV i do 100 mikroamperów. Osadzona warstwa proszku, o rozmiarze cząstek zwykle od 40 do 100 mikrometrów, lub nawet powyżej 100 mikrometrów, utrzymuje się na powierzchni malowanego detalu dzięki siłom elektrostatycznym. Tak pokryte farbą elementy nagrzewa się do temperatury topnienia farby, zwykle od 140 do 200°C, co powoduje żelowanie (w temperaturze od 120 do 140°C) i polimeryzację (w temper aturze od 180 do 200°C) tworzywa proszku. Malowanie proszkowe, w porównaniu do innych technologii malowania, pozwala na wyeliminowanie rozpuszczalników i rozcieńczalników, wysokie wykorzystanie materiału malarskiego i dobre zabezpieczenie antykorozyjne pokrytych materiałów. Malowanie pros zkowe można stosować do pokrywania farbą różnego rodzaju elementów, które w przedziale temperaturowym 140 do 200°C nie będą powodowały odkształceń malowanego przedmiotu.

Jednym ze szczególnych typów elementów, które często poddaje się procesowi malowania proszkowego, są wzdłużne elementy (zwane również profilami) stosowane w systemach elewacji zewnętrznych jako szkielet, do którego mocuje się okładziny szklane lub kompozytowe. Jeśli te profile mają ostre krawędzie (jako „ostre krawędzie” w rozumieniu tego opisu rozumie się krawędzie o niewielkich krzywiznach), to problematycznym jest równomierne pomalowanie zarówno tych ostrych krawędzi, jak również przylegających do nich płaskich lub obłych powierzchni, których elementy łączone są pod kątem prostym, rozwartym lub ostrym.

Wskazanym byłoby, aby opracować sposób malowania wzdłużnych profili o ostrych krawędziach, których elementy łączą się pod kątem prostym, ostrym lub rozwartym, który umożliwi:

- malowanie profili umieszczonych blisko siebie (gęsto zawieszonych), celem zwiększenia wydajności czasowej kabiny do malowania proszkowego oraz zminimalizowania ilości farby proszkowej, która opada na dno kabiny z pustych powierzchni pomiędzy malowanymi elementami;

- skuteczne nakładanie farby proszkowej na profile tak, aby dokładnie i równomiernie pokryć całą powierzchnię profilu, nie doprowadzając do zwiększenia grubości powłoki farby, utrzymując grubość powłoki na równomiernym poziomie w całym profilu oraz nie pozostawiając miejsc nie pokrytych farbą.

Przedmiotem wynalazku jest sposób malowania proszkowego wzdłużnych elementów o ostrych krawędziach, w którym mocuje się elementy na zawieszkach, po czym wprowadza się elementy do kabiny malarskiej, w której napyla się z pistoletów malarskich na elementy przemieszczane wzdłuż kabiny farbę proszkową, po czym wygrzewa się elementy z farbą proszkową, charakteryzujący się tym, że elementy do malowania mocuje się poziomo na zawieszkach, których chwytaki wsuwa się do wewnątrz z boku malowanych elementów, natomiast napylanie farby proszkowej prowadzi się w dwóch etapach, gdzie w etapie wstępnym napyla się farbę proszkową za pomocą pistoletów stacjonarnych umieszczonych z obydwu stron malowanych profili, a w etapie właściwym napyla się farbę proszkową za pomocą pistoletów ruchomych w kierunku góra-dół i umieszczonych z obydwu stron malowanych elementów, stosując większe napięcie, natężenie i prędkość wyrzutu farby z pistoletu niż w etapie wstępnym malowania, przy czym pistolety ruchome ustawia się względem elementów tak, aby 1/3 długości L ich niezaburzonego strumienia farby od strony wylotu dyszy znajdowała się w środku elementu.

Korzystnie, w etapie właściwym stosuje się pistolety proste skierowane poziomo oraz pistolety skośne nachylone pod kątem względem poziomu.

Korzystnie, prędkość przemieszczania się pistoletów ruchomych względem prędkości przemieszczania się malowanych elementów dobiera się tak, że w trakcie gdy pistolety wykonują pełen zakres ruchu góra-dół (2*h), malowane elementy przemieszczają się o więcej niż odległość (x2) równą x1*(n+1)/n, gdzie x1 to odległość pomiędzy pierwszym a ostatnim pistoletem ruchomym, a n to ilość pistoletów ruchomych.

Zastosowanie sposobu według wynalazku umożliwia:

- malowanie proszkowe wielu wzdłużnych profili zawieszonych blisko siebie, a tym samym wysoce efektywne wykorzystanie kabiny malarskiej i redukcję zużycia farby - powstawanie

PL 227 963 B1 niewielkiej ilości farby proszkowej, która nie przywiera do profili i która podlega degradacji pod wpływem tarcia, tracąc swoje właściwości użyteczne i trafiając jako pył do utylizacji;

- dokładne pokrycie farbą powierzchni profilu, również w załamaniach i zagłębieniach, eliminację występowania miejsc niepokrytych farbą;

- zwiększenie szczelności powłoki chroniącej profil przed korozją;

- uzyskanie lepszego wykorzystania farby proszkowej podczas aplikowania na detal poprzez efektywniejsze nakładanie, gdyż mniej ziarna spada do kabiny, a tym samym ziarna farby cyrkulujące w systemie podlegają mniejszej degradacji, poprzez mniejszą ilość pracy farby w obiegu systemu - ziarno farby mniej się rozdrabnia, co zmniejsza ilość odpadu do utylizacji;

- możliwość stosowania do załadunku i rozładunku profili na zawieszkach robota, co również eliminuje błędy ludzkie i w znacznym stopniu zmniejsza ilość braków;

- wzrost konkurencyjności cenowej produktów, ze względu na niższy koszt ich wytwarzania;

- uzyskanie wyższej jakości powłoki poprzez:

- wyeliminowanie możliwości pokrycia profilu zbyt grubą warstwą farby, co mogłoby doprowadzić do powstawania odprysków i korozji profilu;

- uzyskanie powłoki charakteryzującej się mała grubością, wysoką przyczepnością, wysoką gęstością farby oraz elastycznością, dzięki zastosowaniu odpowiednich, nowych parametrów procesu;

- uzyskanie powłoki cechującej się dużą twardością, wysoką odpornością na ścieranie, uszkodzenia mechaniczne oraz odwarstwianie od podłoża;

- uzyskanie powłoki o wymaganej gładkości i fakturze (połysk, mat) oraz barwie;

- uzyskanie powłoki wysoce odpornej na działanie wody, światła słonecznego, zmienność temperatur w granicach od -40°C do +60°C oraz inne czynniki atmosferyczne;

- uzyskanie powłoki bez zacieków i zmarszczeń (tj. o jednolitej rozlewności);

- uzyskanie powłoki o jednolitej grubości, nawet rzędu +/-10 mikronów, bez efektu „pomarańczowej skórki”;

- uzyskanie powłoki jednolitej w miejscach łączeń elementów profili (po wewnętrznej i zewnętrze stronie załamań).

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia schematycznie linię technologiczną do prowadzenia sposobu według wynalazku; Fig. 2 przedstawia przykładowy wzdłużny profil o ostrych krawędziach do pomalowania;

Fig. 3A-3C przedstawiają zawieszkę na profile;

Fig. 4 przedstawia konfigurację pistoletów stacjonarnych w trakcie wstępnego etapu malowania;

Fig. 5 przedstawia konfigurację pistoletów ruchomych w trakcie etapu malowania właściwego;

Fig. 6A, 6B przedstawiają proces przemieszczania się elementu w trakcie malowania pistoletami ruchomymi.

Sposób według wynalazku jest prowadzony w linii technologicznej przedstawionej na fig. 1, w której na stanowisku 1 mocuje się profile 10 na zawieszkach 20, po czym wprowadza się je do kabiny malarskiej, w której napyla się na profile farbę proszkową w etapie wstępnym 2 i etapie właśc iwym 3. Następnie profile z napyloną farbą wprowadza się do kabiny grzewczej, w której następuje wygrzewanie 4 powodujące stopienie się farby i jej związanie z materiałem profilu. Proces wygrzewania 4 następuje w dwóch fazach. Pierwsza faza to żelowanie, gdy temperatura 140°C powoduje stopienie wierzchniej warstwy farby proszkowej z jednoczesnym jej wybłyszczeniem o bardzo wysokiej rozlewności. Ta wierzchnia warstwa jest bardzo płynna i pozwala na uwolnienie się powietrza i resztek wilgoci z warstwy przy podłożu metalu. Płynność tej warstwy jest bardzo istotna, ponieważ odpowiada za szybkie zasklepienie się dziur powstałych podczas uwalniania się pęcherzyków powietrza. Druga faza to polimeryzacja farby proszkowej, gdy następuje zasadniczy proces wiązań chemicznych przy temperaturze do 200°C i odpowiednim czasie potrzebnym, aby te wiązania się ukształtowały.

Sposób według wynalazku jest szczególnie dostosowany do malowania wzdłużnych profili o ostrych krawędziach 10, przykładowo takich jak profil przedstawiony na fig. 2. Profil jest wykonany z materiału przeznaczonego do malowania proszkowego, przykładowo stali ocynkowanej lub stopu aluminium. W kształcie profilu można wyodrębnić ostre krawędzie 11 i powierzchnie płaskie 12.

Przed malowaniem, profile 10 są zawieszane w poziomie na specjalnie skonstruowanych dla celów niniejszego wynalazku zawieszkach 20, przedstawionych na fig. 3A-3C. Zawieszka 20 ma szynę 21, w której zamocowane są elementy stałe 22 (przedstawione na fig. 3B), do których mocowane

PL 227 963 B1 są elementy dedykowane 23 do danego profilu (przedstawione na fig. 3C). Elementy stałe 22 mają płytę 222 z rowkiem 223 i są mocowane do szyny 21 za pomocą bolców 221 umieszczanych w odp owiednich otworach w szynie 21. Elementy dedykowane 23 mają płytę 231 z rowkiem 232, do której przymocowany jest uchwyt 233 z chwytakami 234. Płyta 231 mocowana jest prostopadle do płyty 222 poprzez wzajemne wsunięcie płyt 231, 222 w miejscu rowków 232, 223. Kształt uchwytu 233 i chw ytaków 234 dostosowywany jest do kształtu profili, które mają być zawieszone na zawieszkach 20. Odpowiednio dobierając kąt uchwytu 233 względem płyty 231 można dobrać kąt, pod jakim profile zawisną na zawieszkach 20, a tym samym kąt nachylenia profili 10 względem pistoletów w kabinie malarskiej, wzdłuż której przemieszczane są zawieszki z profilami 20. Chwytaki 234 dobierane są tak, aby odpowiednio zakleszczyły się wewnątrz profilu, mogą mieć one postać sprężystych ramion, które rozpierają się wewnątrz profilu 10. Zawieszki 20 są wsuwane z boku po obydwu stronach profili 10.

Szczególnie trudnym do pomalowania elementem profili są ich krawędzie 11. Szereg zawieszonych równolegle względem siebie profili powoduje zaburzenia pola elektrostatycznego, ze względu na zjawiska podobne jak występujące w klatce Faradaya. W dotychczas stosowanych rozwiązaniach stosowano ręczne malowanie trudno dostępnych miejsc, zwłaszcza krawędzi.

W sposobie według wynalazku możliwe jest dokładne, szczelne pokrycie całych profili 10, zarówno na krawędziach 11 , jak i powierzchniach płaskich 12, przy zastosowaniu dwuetapowego nanoszenia farby proszkowej, tak że we wstępnym etapie nanosi się, przy odpowiednio dobranych parametrach technologicznych, pierwszą warstwę farby, która ma osiąść przede wszystkim na krawędziach 11, a w etapie właściwym nanosi się, przy odpowiednio dobranych parametrach technolo gicznych, farbę na całą powierzchnię profili.

Wstępny etap malowania prowadzi się za pomocą pistoletów stacjonarnych 31 A, 31B, to znaczy takich, które nie przemieszczają się w trakcie malowania, których przykładowa konfiguracja została przedstawiona na fig. 4. Pistolety 31 A, 31B mogą być zamontowane przy wejściu do kabiny malarskiej lub w odrębnej kabinie. Pistolety 31A, 31B są rozmieszczone naprzeciwko siebie po obydwu stronach kabiny, tak aby nanosić farbę z obydwu stron na profile 10 zawieszone na zawieszkach 20 i przesuwające się względem pistoletów 31A, 31B wzdłuż kabiny.

Odległość dyszy pistoletów stacjonarnych od profili powinna wynosić około 15 do 30 cm.

Stwierdzono, że korzystnym jest, gdy malowanie wstępne przeprowadzi się wprowadzając w kierunku profilu cząstki farby z ładunkiem o mniejszej kinetyce, a malowanie właściwe - z ładunkiem o większej kinetyce.

Przykładowo, w procesie malowania wstępnego można stosować cząstki farby naelektryzowane do poziomu 60 kV i 25 mikroamperów z kinetyką (tj. prędkością wyrzutu z pistoletu) 2,5 cm/s, natomiast w procesie malowania właściwego można stosować cząstki farby naelektryzowane do pozi omu 100 kV i 40 mikroamperów z kinetyką (tj. prędkością wyrzutu z pistoletu) 3,4 cm/s.

Profile z wstępnie napyloną farbą proszkową na krawędzie 11 i ich okolice poddaje się następnie procesowi malowania właściwego, dla którego konfiguracja kabiny malarskiej przedstawiona została na fig. 5 w widoku z przodu.

W etapie malowania właściwego stosuje się ciąg pistoletów ruchomych 41A, 41B, to znaczy takich, które przemieszczają się w trakcie malowania w kierunku góra-dół w zakresie h nieznacznie większym od wysokości H pakietu profili zawieszonych na zawieszkach. W szczególności, zakres h może być większy od wysokości H pakietu profili o dwukrotność średnicy chmury farby proszkowej wydobywającej się z pistoletu, tak aby zapewnić skuteczne pomalowanie profili u góry i u dołu.

Pistolety 41 A, 41B są zamontowane wzdłuż ścian kabiny malarskiej. Pistolety 41 A, 41B są rozmieszczone naprzeciwko siebie po obydwu stronach kabiny, tak aby nanosić farbę z obydwu stron na profile 10 zawieszone na zawieszkach 20 i przesuwające się względem pistoletów 41A, 41B wzdłuż kabiny.

Stosuje się dwa rodzaje pistoletów:

- pistolety proste 41 A, 41B, które mają dysze generujące strumień farby proszkowej o kształcie przypominającym płomień świecy w kierunku poziomym;

- pistolety skośne 42A, 42B, które mają dysze generujące strumień farby proszkowej o kształcie przypominającym płomień świecy w górę lub w dół pod kątem 30 stopni względem poziomu.

Pistolety proste 41A, 41B są ustawione względem profili tak, aby 1/3 długości L ich swobodn ego strumienia od strony wylotu dyszy (tj. strumienia niezaburzonego przez profile) znajdowała się w środku profilu.

PL 227 963 B1

Pistolety skośne mają zadanie skierowania strumienia farby (chmury) dokładnie w miejsca trudne do pokrycia i są nachylone pod kątem ostrym względem profili.

Parametry napięciowo-prądowe i kinetyki ziarna są na wszystkich pistoletach ruchomych takie same.

Pistolety ruchome 41,42 są umieszczone nieco dalej profili niż pistolety stacjonarne 31, ponieważ, ich zadaniem jest dopełnienie pracy jaką wykonały pistolety stacjonarne.

W szczególności, odległość dyszy pistoletu ruchomego od profilu powinna wynosić około 1,5-krotności odległości stosowanej dla pistoletów stacjonarnych. W przedstawionym przykładzie, gdy odległość dyszy pistoletu stacjonarnego od profilu wynosi 50 mm, to odległość dyszy pistoletu ruchomego od profilu powinna wynosić 75 mm. Pistolety ruchome powinny przemieszczać się z prędkością ok. 30 cm/s.

W trakcie procesu malowania wstępnego oraz właściwego, profile powinny poruszać się wzdłuż kabiny malarskiej z taką samą prędkością, korzystnie w zakresie od 0,8 m/min do 2,5 m/min.

Prędkość przemieszczania się pistoletów ruchomych względem prędkości przemieszczania się malowanego elementu powinna być tak dobrana, aby w trakcie gdy pistolety wykonują pełen zakres ruchu góra-dół, tj. przemieszczają się o odcinek 2*h, malowany element powinien przemieścić się nie więcej niż o odległość x2 równą x1*(n+1)/n, gdzie x1 to odległość pomiędzy pierwszym a ostatnim pistoletem, a n to ilość pistoletów. Fig. 6A przedstawia przykład prawidłowo dobranych parametrów (gdzie malowanie następuje równomiernie), a fig. 6B przedstawia przykład nieprawidłowo dobranych parametrów (gdzie malowanie następuje nierównomiernie, zbyt szybkie przesuwanie się malowanego detalu).

Claims (3)

1. Sposób malowania proszkowego wzdłużnych elementów o ostrych krawędziach, w którym mocuje się elementy na zawieszkach, po czym wprowadza się elementy do kabiny malarskiej, w której napyla się z pistoletów malarskich na elementy przemieszczane wzdłuż kabiny farbę proszkową, po czym wygrzewa się elementy z farbą proszkową, znamienny tym, że elementy do malowania mocuje się poziomo na zawieszkach, których chwytaki wsuwa się do wewnątrz z boku malowanych elementów, natomiast napylanie farby proszkowej prowadzi się w dwóch etapach, gdzie w etapie wstępnym napyla się farbę proszkową za pomocą pistoletów stacjonarnych umieszczonych z obydwu stron malowanych profili, a w etapie właściwym napyla się farbę proszkową za pomocą pistoletów ruchomych w kierunku góra-dół i umieszczonych z obydwu stron malowanych elementów, stosując większe napięcie, natężenie i prędkość wyrzutu farby z pistoletu niż w etapie wstępnym malowania, przy czym pistolety ruchome ustawia się względem elementów tak, aby 1/3 długości L ich niezaburzo nego strumienia farby od strony wylotu dyszy znajdowała się w środku elementu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie właściwym stosuje się pistolety proste skierowane poziomo oraz pistolety skośne nachylone pod kątem względem poziomu.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że prędkość przemieszczania się pistoletów ruchomych względem prędkości przemieszczania się malowanych elementów dobiera się tak, że w trakcie gdy pistolety wykonują pełen zakres ruchu góra-dół (2*h), malowane elementy przemieszczają się o więcej niż odległość (x2) równą x1*(n+1)/n, gdzie x1 to odległość pomiędzy pierwszym a ostatnim pistoletem ruchomym, a n to ilość pistoletów ruchomych.