پاشش رنگ پودری (Electrostatic Powder Coating Systems)
پوششدهی پودری یک فرایند پیشرفته برای اعمال پوشش خشک بر روی سطوح فلزی است که دوام، مقاومت شیمیایی و زیبایی بیشتری نسبت به رنگهای مایع معمولی فراهم میکند. این روش یک فرآیند بدون حلال و سازگار با محیط زیست است.
۱. اصول کار و مفهوم الکترواستاتیک
فرایند پاشش پودری بر اساس نیروی جاذبه الکترواستاتیک استوار است:
- باردار کردن پودر: پودر رنگ (که از رزین، پیگمنت و افزودنیها تشکیل شده) از طریق یک تفنگ پاشش عبور میکند. تفنگ، بارهای الکتریکی منفی (از طریق ولتاژ بالا) به پودر اعمال میکند.
- اتصال به قطعه: قطعه کار فلزی (مثلاً شاسی، پروفیل یا قطعات صنعتی) از طریق اتصال زمین (Ground) به بار مثبت متصل میشود.
- جذب: به دلیل اختلاف پتانسیل و جاذبه الکتریکی، ذرات پودر با بار منفی به سرعت به سمت سطح قطعه با بار مثبت کشیده شده و محکم میچسبند.
- پخت (Curing): قطعه پوشش داده شده سپس وارد کوره پخت میشود. حرارت کوره باعث ذوب شدن، جاری شدن و اتصال عرضی (Cross-linking) ذرات پودر میشود و یک لایه پوششی سخت، بادوام و یکپارچه ایجاد میکند.
۲. اجزای کلیدی سیستم پاشش پودری
| جزء | عملکرد و اهمیت |
|---|---|
| تفنگ پاشش (Spray Gun) | اصلیترین جزء که ذرات پودر را باردار کرده و با هوای فشرده (یا نیتروژن) به سمت قطعه هدایت میکند. ولتاژ خروجی آن (معمولاً بین ۳۰ تا ۱۰۰ کیلوولت) کیفیت پوشش را تعیین میکند. |
| واحد کنترل (Control Unit) | وظیفه تنظیم پارامترهای حیاتی مانند ولتاژ الکترواستاتیک، جریان پاشش (میکروآمپر)، مقدار هوای مصرفی و دبی پودر را بر عهده دارد. |
| تزریقکننده پودر (Injector/Pump) | پودر را از مخزن گرفته و آن را به صورت یکنواخت و کنترل شده با استفاده از هوا به تفنگ منتقل میکند. دقت در تزریق برای جلوگیری از نوسانات در پوشش ضروری است. |
| مخزن پودر (Powder Hopper) | محل نگهداری پودر رنگ که معمولاً دارای سیستم همزن (Fluidization) برای سیالسازی پودر و تسهیل انتقال آن به انژکتور است. |
| کابین پاشش (Spray Booth) | محفظهای بسته که پاشش در آن انجام میشود. مهمترین وظیفه آن، بازیابی پودرهای پاشش شدهای است که به قطعه نچسبیدهاند (Overspray) برای استفاده مجدد. |
| کوره پخت (Curing Oven) | حرارت لازم برای پخت نهایی پوشش را تأمین میکند. دما و زمان پخت باید دقیقاً مطابق با نوع پودر (اغلب ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد) تنظیم شود. |
۳. انواع تکنولوژیهای باردار کردن پودر
تفنگهای پاشش پودری عمدتاً بر اساس روش باردار کردن پودر به دو دسته تقسیم میشوند:
الف) کرونای الکترواستاتیک (Corona Charging)
- روش کار: یک الکترود سوزنی شکل (Needle Electrode) در نوک تفنگ، ولتاژ بسیار بالایی تولید میکند. این ولتاژ هوا را یونیزه کرده و یونهای منفی را به ذرات پودر منتقل میکند.
- مزایا: سرعت انتقال پودر بالا، مناسب برای سطوح مسطح و حجمهای زیاد.
- معایب احتمالی: خطر ایجاد اثر “قفس فارادی” (Faraday Cage Effect) در گوشهها و فرورفتگیهای قطعه.
ب) تریبوالکتریک (Tribo Charging)
- روش کار: باردار کردن پودر با استفاده از اصطکاک (Friction). پودر در حین عبور از لولههای داخلی تفنگ (معمولاً از جنس PTFE) در اثر سایش، بار مثبت دریافت میکند.
- مزایا: کیفیت پوشش عالی در فرورفتگیها و گوشهها (بدون قفس فارادی)، پوشش یکنواختتر.
- معایب احتمالی: سرعت انتقال پودر پایینتر، مناسب نبودن برای همه انواع پودرها، و نیاز به تمیزکاری دورهای لولههای داخلی.
۴. مزایای پوششدهی پودری
- دوام فوقالعاده: پوشش حاصله در برابر خراش، خوردگی، مواد شیمیایی و رطوبت مقاومت بسیار بالایی دارد.
- اقتصادی و محیط زیستی: تقریباً تمام پودر بازیابی و دوباره استفاده میشود، که بازدهی مواد را به بیش از ۹۵٪ میرساند. همچنین چون حلال ندارد، انتشار ترکیبات آلی فرار (VOCs) صفر است.
- یکنواختی پوشش: به دلیل اثر الکترواستاتیک، ضخامت پوشش در سرتاسر قطعه (حتی در قسمتهای ناپیدا) یکنواخت است.
