Malowanie natryskowe - Spray painting

System LVLP

Malowanie natryskowe to technika malowania polegająca na natryskiwaniu materiału powłokowego (farby, tuszu, lakieru itp.) w powietrzu na powierzchnię. Najbardziej popularne typy wykorzystują sprężony gaz – zwykle powietrze – do atomizacji i kierowania cząstek farby.

Pistolety natryskowe wyewoluowały z aerografów i zwykle różnią się od siebie rozmiarem i wielkością wytwarzanego wzoru natrysku. Aerografy są trzymane w ręku i używane zamiast pędzla do szczegółowych prac, takich jak retusz zdjęć, malowanie paznokci lub dzieła sztuki. Natryskiwanie pistoletem pneumatycznym wykorzystuje zazwyczaj większy sprzęt. Jest zwykle używany do pokrywania dużych powierzchni równomierną warstwą cieczy. Pistolety natryskowe mogą być zautomatyzowane lub ręczne i mają wymienne głowice, aby umożliwić różne wzory natrysku.

Jeden kolor aerozolu farby puszki są przenośne i łatwe do przechowywania.

Historia

Rozpylanie farby ze sprężonym powietrzem może być wstecz do jej stosowania na Southern Pacific Railway na początku 1880 roku w 1887 roku Joseph Binks, nadzorca utrzymanie w Chicago „s Marshall Field hurtowy Store opracowali farbę zimnej wody ręcznie pompowana opryskiwacz do zastosowania wybielić ściany podpiwniczenia sklepu. Francis Davis Millet , dyrektor ds. dekoracji Światowej Wystawy Kolumbijskiej w Chicago w 1893 r., użył Binksa i jego systemu malowania natryskowego do nałożenia wybielacza składającego się z mieszanki oleju i białego ołowiu na budynki na wystawie, co zajmuje znacznie mniej czasu niż tradycyjny pędzel malowanie i przekształcanie go w tak zwane Białe Miasto . W 1949 roku Edward Seymour opracował rodzaj malowania natryskowego, farbę w aerozolu , którą można było dostarczać za pomocą sprężonego aerozolu w puszce.

Rodzaje

Natryskiwanie pistoletem pneumatycznym

Proces ten ma miejsce, gdy farba jest nakładana na przedmiot za pomocą pistoletu natryskowego pod ciśnieniem. Pistolet pneumatyczny posiada dyszę, zbiornik na farbę i sprężarkę powietrza. Po naciśnięciu spustu farba miesza się ze strumieniem sprężonego powietrza i uwalniana jest drobnym sprayem.

Rodzaje dysz i zraszaczy

Dzięki szerokiej gamie kształtów i rozmiarów dysz można zmieniać konsystencję farby. Kształt obrabianego przedmiotu oraz pożądana konsystencja i wzór farby są ważnymi czynnikami przy wyborze dyszy. Trzy najpopularniejsze dysze to pełny stożek, pusty stożek i płaski strumień. Istnieją dwa rodzaje procesów natryskiwania pistoletem pneumatycznym. W metodzie ręcznej pistolet pneumatyczny jest trzymany przez wykwalifikowanego operatora w odległości około 15–25 cm od obiektu i poruszany tam iz powrotem po powierzchni, przy czym każde uderzenie zachodzi na poprzedni, aby zapewnić ciągłość płaszcz. W procesie automatycznym głowica pistoletu jest mocowana do bloku montażowego i dostarcza strumień farby z tej pozycji. Malowany obiekt jest zwykle umieszczany na rolkach lub stole obrotowym, aby zapewnić równomierne pokrycie wszystkich stron.

Niskie ciśnienie o dużej objętości

Niskie ciśnienie o dużej objętości (HVLP) jest podobne do konwencjonalnego pistoletu natryskowego wykorzystującego sprężarkę do dostarczania powietrza, ale sam pistolet natryskowy wymaga niższego ciśnienia (LP). Większa objętość (HV) powietrza jest używana do aerozolizacji i napędzania farby przy niższym ciśnieniu powietrza. Rezultatem jest wyższy udział farby docierającej do docelowej powierzchni przy zmniejszonym rozpyleniu , zużyciu materiałów i zanieczyszczeniu powietrza. Często wymagany jest regulator, aby ciśnienie powietrza z konwencjonalnej sprężarki mogło być obniżone dla pistoletu natryskowego HVLP. Alternatywnie do napędzania powietrza można użyć jednostki turbiny (zazwyczaj zawierającej silnik pochodzący z odkurzacza) bez konieczności doprowadzania linii powietrza do sprężarki.

Zasada kciuka umieszcza dwie trzecie powłoki na podłożu, a jedną trzecią w powietrzu. Pistolety True HVLP zużywają 8–20  cfm (13,6–34 m 3 /h) i wymagana jest sprężarka przemysłowa o mocy co najmniej 5 KM (3,7 kW). Systemy natryskowe HVLP są stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, dekoracyjnym, morskim, powłok architektonicznych , wykańczaniu mebli, malowaniu krajobrazowym i kosmetycznym .

Niska objętość niskiego ciśnienia

Podobnie jak HVLP, pistolety natryskowe o niskim ciśnieniu (LVLP) działają również przy niższym ciśnieniu (LP), ale wykorzystują małą objętość (LV) powietrza w porównaniu ze sprzętem konwencjonalnym i HVLP. Jest to kolejny wysiłek w kierunku zwiększenia wydajności transferu (ilości powłoki, która trafia na powierzchnię docelową) pistoletów natryskowych przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia sprężonego powietrza.

Malowanie natryskowe elektrostatyczne

Malowanie elektrostatyczne zostało po raz pierwszy opatentowane w USA przez Harolda Ransburga pod koniec lat 40. XX wieku. Harold Ransburg założył firmę Ransburg Electrostatic Equipment i odkrył, że malowanie natryskowe elektrostatyczne odniosło natychmiastowy sukces, ponieważ producenci szybko zauważyli znaczne oszczędności materiałów, jakie można osiągnąć. W elektrostatycznym malowaniu natryskowym lub powlekaniu proszkowym rozpylone cząstki są naładowane elektrycznie, odpychając się w ten sposób i rozprowadzając się równomiernie po wyjściu z dyszy natryskowej. Malowany obiekt jest ładowany przeciwnie lub uziemiony. Farba jest następnie przyciągana do przedmiotu, dając bardziej równomierną warstwę niż malowanie natryskowe na mokro, a także znacznie zwiększa procent przyklejania się farby do przedmiotu. Ta metoda oznacza również, że farba pokrywa trudno dostępne miejsca. Całość można następnie upiec, aby odpowiednio przymocować farbę: proszek zamienia się w rodzaj plastiku. Panele karoserii i ramy rowerowe to dwa przykłady, w których często stosuje się elektrostatyczne malowanie natryskowe.

Istnieją trzy główne technologie ładowania płynu (cieczy lub proszków):

  • Ładowanie bezpośrednie : Elektroda jest zanurzona w zbiorniku doprowadzającym farbę lub przewodzie doprowadzającym farbę.
  • Ładowanie trybo : Wykorzystuje tarcie płynu, który jest przepychany przez lufę pistoletu lakierniczego. Ociera się o bok lufy i wytwarza ładunek elektrostatyczny.
  • Ładowanie po atomizacji : rozpylony płyn wchodzi w kontakt z polem elektrostatycznym za dyszą wylotową. Pole elektrostatyczne może być wytworzone przez indukcję elektrostatyczną lub koronę , lub przez jedną lub więcej elektrod (pierścień elektrody, siatka lub siatka).

Dzwonek obrotowy

Dzięki tej metodzie farba jest wyrzucana w powietrze przez wirujący metalowy krążek („dzwonek”). Metalowy dysk również przekazuje ładunek elektryczny cząsteczce powłoki.

Wiatrak elektryczny

Istnieje wiele ręcznych rozpylaczy farby, które łączą farbę z powietrzem lub przekształcają farbę w maleńkie kropelki i przyspieszają je z dyszy.

Gorący spray

Poprzez podgrzanie pełnej farby do 60-80 °C możliwe jest nałożenie grubszej warstwy. Pierwotnie farba była recyrkulowana, ale ponieważ powodowało to zamulanie, system został zmieniony na bezpośrednie ogrzewanie on-line. Natryskiwanie na gorąco było również stosowane z Airless i Electrostatic Airless w celu zmniejszenia odbicia. Materiały dwuskładnikowe zwykle miały premiks przed systemami końcówek przy użyciu podwójnych pomp.

Wspomagane powietrzem pistolety natryskowe bezpowietrzne

Wykorzystują one ciśnienie powietrza i ciśnienie płynu od 300 do 3000 funtów na cal kwadratowy (2100-20700 kPa), aby uzyskać rozpylenie powłoki. Sprzęt ten zapewnia wysoki transfer i zwiększoną szybkość aplikacji i jest najczęściej używany w aplikacjach płaskich w fabrycznych warsztatach wykończeniowych.

Ciśnienie płynu jest zapewniane przez pompę bezpowietrzną, która umożliwia natryskiwanie znacznie cięższych materiałów niż w przypadku pistoletu pneumatycznego. Sprężone powietrze jest wprowadzane do natrysku przez dyszę powietrzną (czasami nazywaną nasadką powietrzną), podobnie jak w standardowym konwencjonalnym pistolecie natryskowym. Dodatek sprężonego powietrza poprawia rozdrobnienie atomizacji. Dodatkowo, w przeciwieństwie do czystego pistoletu bezpowietrznego, pistolet AA ma pewną kontrolę nad natryskiem wachlarzowym do natrysku okrągłego. Niektóre elektryczne bezpowietrzne urządzenia natryskowe (Wagner i Graco) są wyposażone w sprężarkę, która umożliwia korzystanie z pistoletu bezpowietrznego wspomaganego powietrzem w sytuacjach, w których ważna jest przenośność.

Bezpowietrzne pistolety natryskowe

Działają one połączone z pompą wysokociśnieniową, powszechnie spotykaną przy ciśnieniu 300 do 7500 funtów na cal kwadratowy (2100-51700 kPa) w celu rozpylenia powłoki, przy użyciu różnych rozmiarów końcówek w celu uzyskania pożądanego rozpylenia i rozmiaru wzoru natryskiwania. Ten typ systemu jest używany przez malarzy kontraktowych do malowania ciężkich powłok i wykładzin przemysłowych, chemicznych i morskich.

Zalety natrysku bezpowietrznego to:

  • Powłoka lepiej wnika w zagłębienia i szczeliny.
  • Powstaje jednolita gruba powłoka, zmniejszając liczbę wymaganych warstw.
  • Nakładana jest bardzo „mokra” powłoka zapewniająca dobrą przyczepność i rozlewność.

Większość powłok można natryskiwać z niewielką ilością dodawanego rozcieńczalnika, co skraca czas schnięcia i zmniejsza uwalnianie rozpuszczalnika do środowiska.

Podczas pracy należy zachować ostrożność, ponieważ pistolety hydrodynamiczne mogą spowodować poważne obrażenia, takie jak obrażenia spowodowane wtryskiem , z powodu wyrzucania farby z dyszy pod wysokim ciśnieniem.

Pompy bezpowietrzne mogą być zasilane różnymi rodzajami silników: elektrycznym, sprężonym powietrzem (pneumatycznym) lub hydraulicznym. Większość ma pompę do farby (zwaną również dolną), która jest tłokiem dwustronnego działania, w którym tłok pompuje farbę zarówno w dół, jak i w górę. Niektóre pompy bezpowietrzne mają membranę zamiast tłoka, ale oba typy mają zawory wlotowe i wylotowe.

Większość napędzanych elektrycznie pomp bezpowietrznych ma silnik elektryczny połączony za pośrednictwem przekładni zębatej z pompą tłokową do malowania. Ciśnienie uzyskuje się poprzez zatrzymanie i uruchomienie silnika za pomocą czujnika ciśnienia (zwanego również przetwornikiem); w bardziej zaawansowanych jednostkach odbywa się to poprzez sterowanie cyfrowe, w którym prędkość silnika zmienia się wraz z zapotrzebowaniem i różnicą od zadanej wartości ciśnienia, co skutkuje bardzo dobrą regulacją ciśnienia. Niektóre pompy tłokowe z napędem bezpośrednim są napędzane silnikiem benzynowym z regulacją ciśnienia za pomocą sprzęgła elektrycznego. W elektrycznych pompach membranowych silnik napędza hydrauliczną pompę tłokową, która przekazuje olej wyparty przez tłok, aby poruszać membraną.

Bezpowietrzne pompy hydrauliczne i zasilane powietrzem mają silniki liniowe, które wymagają pompy hydraulicznej lub sprężarki powietrza, która może być zasilana elektrycznie lub benzyną, chociaż sprężarka powietrza jest zwykle napędzana olejem napędowym do użytku mobilnego lub elektryczna do instalacji stałych. Niektóre urządzenia hydrodynamiczne mają pompę hydrauliczną i jej silnik, zabudowane na tym samym podwoziu, co pompa farby.

Hydrauliczny lub zasilany powietrzem airless zapewnia bardziej równomierną kontrolę ciśnienia, ponieważ tłok farby porusza się ze stałą prędkością, z wyjątkiem sytuacji, gdy zmienia kierunek. W większości pomp tłokowych z napędem bezpośrednim tłok jest napędzany wałem korbowym, w którym tłok będzie stale zmieniał prędkość. Silniki liniowe pomp hydraulicznych lub pomp napędzanych sprężonym powietrzem są bardziej wydajne w przekształcaniu mocy silnika na moc materiału niż jednostki napędzane wałem korbowym. Wszystkie rodzaje farb można malować metodą airless.

Zautomatyzowane liniowe systemy natryskowe

Producenci, którzy produkują masowo produkty z drewna, używają zautomatyzowanych systemów natryskowych, co pozwala im malować materiały z bardzo dużą szybkością przy minimalnym zaangażowaniu personelu. Zautomatyzowane systemy natryskowe zwykle zawierają system oszczędzający farbę, który odzyskuje farbę nienałożoną na produkty. Zazwyczaj liniowe systemy natryskowe są przeznaczone do produktów, które leżą płasko na taśmie przenośnika, a następnie są podawane do liniowego systemu natryskowego, w którym znajdują się zautomatyzowane pistolety natryskowe. Gdy materiał znajduje się bezpośrednio pod pistoletami, pistolety zaczynają malować materiał. Materiały składają się z liniowych części o szerokości zwykle mniejszej niż 12 cali (30 cm), takich jak ramy okienne, listwy drewniane, listwy przypodłogowe, obudowy, elementy wykończeniowe i każdy inny materiał, który jest prosty w konstrukcji. Maszyny te są powszechnie używane do nakładania bejcy, uszczelniacza i lakieru. Mogą nakładać powłoki na bazie wody lub rozpuszczalnika. W ostatnich latach powłoki utwardzane promieniowaniem ultrafioletowym stały się powszechne w wykańczaniu profili i istnieją maszyny szczególnie przystosowane do tego typu powlekania.

Zautomatyzowane systemy natryskowe płaskiej linii

Masowo produkowany materiał jest ładowany na przenośnik taśmowy, gdzie jest podawany do jednej z tych maszyn płaskich. Maszyny Flatline są przeznaczone do malowania materiałów o grubości poniżej 4 cali (10 cm) i skomplikowanych kształtach, na przykład drzwi szafki kuchennej lub frontu szuflady. Pistolety natryskowe są ustawione nad materiałem, a pistolety są w ruchu, uderzając we wszystkie rowki materiału. Pistolety można przesuwać cyklicznie, po okręgu lub w przód i w tył, aby równomiernie nałożyć farbę na materiał. Systemy Flatline są zazwyczaj duże i mogą malować drzwi, szafki kuchenne oraz inne produkty plastikowe lub drewniane.

Kabina lakiernicza

Kabina lakiernicza jest ciśnienie kontrolowanych przez zamknięte środowisko, pierwotnie używane do malowania pojazdów w sklepie ciała . Aby zapewnić idealne warunki pracy ( temperatura , przepływ powietrza i wilgotność ), środowiska te są wyposażone w wentylację , składającą się z wentylatorów mechanicznych napędzanych silnikami elektrycznymi oraz opcjonalnie palników do podgrzewania powietrza w celu przyspieszenia schnięcia farby. Toksyczne rozpuszczalniki i cząsteczki farby są usuwane na zewnątrz, prawdopodobnie po przefiltrowaniu i obróbce w celu zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza . Wysokim priorytetem jest również zapobieganie pożarom i wybuchom pyłów . Aby pomóc w usuwaniu nadmiernie rozpylonej farby z powietrza i zapewnić wydajną pracę z prądem zstępującym, myte wodą kabiny lakiernicze wykorzystują środki chemiczne zmniejszające lepkość farby .

Artyści mogą również korzystać z kabin lakierniczych, aby umożliwić im efektywne i bezpieczne stosowanie farb w sprayu (w tym lakierów samochodowych). Mogą wynajmować przestrzeń i czas w warsztatach blacharsko-lakierniczych lub zakładać swoje obiekty we współpracy ze szkołami lub spółdzielniami artystycznymi .

Bezpieczeństwo

Malowanie natryskowe stanowi zagrożenie dla zdrowia, które wpływa na układ oddechowy, nerwowy i krążenia. Podobnie, używanie rozpuszczalników do czyszczenia rąk ze śladów farby i pozostałości może powodować podrażnienie skóry lub nawet poważniejsze problemy, ponieważ wiele z nich jest rakotwórczych lub neurotoksycznych . Praca z substancjami, takimi jak farby i rozcieńczalniki , które zawierają związki potencjalnie szkodliwe dla zdrowia, a nawet śmiertelne, wiąże się z ryzykiem .

Ważne jest odpowiednie szkolenie personelu odpowiedzialnego za przeprowadzanie procedur malowania, które może pochodzić od profesjonalnego dostawcy szkoleń lub dostawcy produktu. Istnieją również zagrożenia związane z usuwaniem odpadów i materiałów skażonych potencjalnie szkodliwymi chemikaliami. Ważne są procedury odkażania i karty charakterystyki dla różnych produktów. Bezpieczeństwo poprawia się poprzez:

  • Stosowanie środków ochrony osobistej (PPE): Środki ochrony osobistej muszą być używane podczas pracy z materiałami do malowania w sprayu, w szczególności ŚOI zapewniające ochronę skóry. Niektóre z podstawowych środków ochrony osobistej to kombinezony z kapturem, okulary ochronne na oczy, półmaski oddechowe i jednorazowe rękawice nitrylowe. Jednym z najważniejszych rodzajów ŚOI jest sprzęt ochrony dróg oddechowych (RPE). Niemniej jednak podstawowe RPE nie zapewniają wystarczającej ochrony przed negatywnymi skutkami izocyjanianów w tkance ludzkiej. Z produktami malarskimi zawierającymi izocyjaniany należy obchodzić się podczas zakładania RPE zasilanego powietrzem, który ma 20 lub wyższy współczynnik APF (przypisany współczynnik ochrony). Sprzęt ochrony dróg oddechowych zasilany powietrzem wymaga szczególnej uwagi, ponieważ zapewnia użytkownikowi powietrze do oddychania. Podczas użytkowania należy zastosować środki zapobiegające zanieczyszczeniu dopływu powietrza, ponieważ istnieje ryzyko przedostania się szkodliwych substancji do zaworu wlotowego, jeśli nie znajduje się on poza obszarem natrysku.
  • Monitorowanie stanu zdrowia: Aby uniknąć rozwoju chorób związanych z narażeniem na izocyjaniany, organy ds. zdrowia zalecają, aby osoby stosujące produkty do malowania w sprayu zawierające tę substancję dostarczały próbkę moczu po zmianie roboczej co najmniej raz w roku, z dużą częstotliwością w ciągu pierwszych kilku miesięcy w czasie pracy. Próbka moczu z ustalonym poziomem ekspozycji, a nie obecnością choroby związanej ze szkodliwymi chemikaliami.
  • Właściwe przechowywanie: Ponieważ farby i rozcieńczalniki stanowią zagrożenie pożarowe, należy zachować szczególną ostrożność nie tylko podczas ich użytkowania. Należy również wziąć pod uwagę bezpieczeństwo przeciwpożarowe podczas przechowywania zapasów farb. W Stanach Zjednoczonych Agencja Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (OSHA) zapewnia wytyczne dotyczące prawidłowego przechowywania materiałów łatwopalnych. Wiele produktów stosowanych w farbach w sprayu jest łatwopalnych, w związku z czym ryzyko pożaru jest prawdopodobne w odległości 15 cm od dyszy. W związku z tym źródła zapłonu muszą znajdować się w bezpiecznej odległości. Istnieje również ryzyko wybuchu pyłu, gdy drobno rozdrobnione cząstki farby unoszą się w powietrzu.
  • Właściwe prowadzenie dokumentacji: Jedną z podstawowych zasad kontroli ryzyka jest prowadzenie aktualnych kart zdrowia personelu zajmującego się produktami do malowania natryskowego. Poufne dane dotyczące wyników monitoringu biologicznego muszą być odpowiednio przechowywane. Należy również przechowywać zapisy dotyczące harmonogramu i wyników procedur badawczych. Niektóre z najważniejszych testów, które należy przeprowadzać regularnie, to testowanie jakości powietrza, testowanie systemów ciśnieniowych i elektrycznych oraz testowanie filtrów powietrza w zbiorniku sprężarki.

Wady

  • Skórka pomarańczowa , niepożądana pomarszczona tekstura
  • Rybie oko, skazy spowodowane zanieczyszczeniami, takimi jak olej lub woda

Inne aplikacje

Jednym z zastosowań malowania natryskowego jest graffiti . Wprowadzenie niedrogiej i przenośnej farby w aerozolu było dobrodziejstwem dla tej formy sztuki, która rozprzestrzeniła się na cały świat. Malowanie natryskowe znalazło również zastosowanie w sztuce plastycznej . Jules Olitski , Dan Christensen , Peter Reginato , Sir Anthony Caro i Jean-Michel Basquiat używali aerografów zarówno do malowania, jak i rzeźbienia .

Zobacz też

Bibliografia

Więcej zasobów do malowania natryskowego