Malowanie Pistoletem

Malowanie Pistoletem

Malowanie natryskowe to technika malowania, w której urządzenie natryskuje powłokę (farbę, tusz, lakier itp.) przez powietrze na powierzchnię.

Najczęstsze typy wykorzystują sprężony gaz – zazwyczaj powietrze – do rozpylania i kierowania cząsteczek farby.

Pistolety natryskowe wyewoluowały ze szczotek pneumatycznych, a te dwa rodzaje pistoletów różnią się zazwyczaj wielkością i wielkością strumienia, jaki wytwarzają.

Szczotki pneumatyczne są trzymane w ręku i używane zamiast szczotki do szczegółowych prac, takich jak retuszowanie zdjęć, malowanie paznokci lub prace plastyczne.

zczotki pneumatyczne są trzymane w ręku i używane zamiast szczotki do szczegółowych prac, takich jak retuszowanie zdjęć, malowanie paznokci lub prace plastyczne.

Do natrysku pistoletem pneumatycznym używa się sprzętu, który jest na ogół większy. Jest on zazwyczaj używany do pokrywania dużych powierzchni równomierną powłoką z płynu.

Pistolety natryskowe mogą być automatyczne lub ręczne i mogą być wyposażone w wymienne głowice, co pozwala na stosowanie różnych wzorów natrysku. Jednokolorowe puszki po farbach w aerozolu są przenośne i łatwe do przechowywania.

Historia

W 1887 roku Joseph Binks, kierownik ds. konserwacji w sklepie hurtowym Marshall Field’s Wholesale Store w Chicago, opracował ręcznie pompowaną, zimnowodną maszynę do natryskiwania farbą w celu nanoszenia farby w płynie białym na ściany podziemne sklepu.

Francis Davis Millet, dyrektor ds. dekoracji na Światowej Wystawie Kolumbijskiej w Chicago w 1893 r., używał Binksa i jego systemu malowania natryskowego do nanoszenia na budynki na wystawie białych ołowiu w postaci mieszaniny oleju i białego ołowiu, zajmując znacznie mniej czasu niż tradycyjne malowanie pędzlem i dostrajając je do tego, co nazywano Białym Miastem.

W 1949 r. Edward Seymour opracował w puszce rodzaj malowania natryskowego, farbę w sprayu, która mogłaby być dostarczana za pośrednictwem sprężonego aerozole w puszce.

Typy

Opryskiwanie pistoletem pneumatycznym

Proces ten zachodzi, gdy farba jest nakładana na obiekt za pomocą pistoletu natryskowego pod ciśnieniem powietrza. Pistolet pneumatyczny posiada dyszę, zbiornik farby i sprężarkę powietrza. Po naciśnięciu spustu farba miesza się ze strumieniem sprężonego powietrza i jest uwalniana w drobnym natrysku.

Rodzaje dysz i rozpylaczy

Ze względu na szeroki zakres kształtów i rozmiarów dysz, konsystencja farby może być różna. Kształt obrabianego przedmiotu oraz pożądana konsystencja farby i wzór są ważnymi czynnikami przy wyborze dyszy. Trzy najpopularniejsze dysze to pełny stożek, pusty stożek i płaski strumień.

Istnieją dwa rodzaje natrysku pistoletem pneumatycznym. W metodzie ręcznej opryskiwacz pistoletu pneumatycznego jest trzymany przez wykwalifikowanego operatora, około 6 do 10 cali (15-25 cm) od obiektu i przesuwany do przodu i do tyłu po powierzchni, każdy skok nachodzący na poprzedni, aby zapewnić ciągłą powłokę.

W procesie automatycznym głowica pistoletu jest przymocowana do bloku montażowego i dostarcza strumień farby z tej pozycji. Malowany obiekt jest zazwyczaj umieszczany na wałkach lub obrotnicy, aby zapewnić równomierne pokrycie wszystkich stron.

Niskie ciśnienie przy dużych objętościach

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 wykorzystywana do rozpylania i napędzania farby przy niższym ciśnieniu powietrza. Rezultatem jest większa ilość farby docierającej do powierzchni docelowej przy zmniejszonym nadmiarze natrysku, 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 turbinowej (powszechnie zawierającej silnik odkurzacza), bez konieczności doprowadzania powietrza do sprężarki.

Zasada działania kciuka umieszcza dwie trzecie powłoki na podłożu i jedną trzecią w powietrzu. Prawdziwe pistolety HVLP wykorzystują 8-20 cfm (13,6-34 m3/h), a wymagana jest sprężarka przemysłowa o mocy minimum 5 KM (3,7 kW). Systemy natryskowe HVLP znajdują zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym, dekoracyjnym, morskim, architektonicznym, meblarskim, malarskim i kosmetycznym.

Niskie ciśnienie objętościowe i niskie ciśnienie

Podobnie jak HVLP, pistolety niskociśnieniowe (LVLP) działają również przy niższym ciśnieniu (LP), ale zużywają małą objętość (LV) powietrza w porównaniu do urządzeń konwencjonalnych i HVLP. Jest to kolejny krok w kierunku zwiększenia wydajności transferu (ilość powłoki, która kończy się na powierzchni docelowej) pistoletów natryskowych, przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia sprężonego powietrza.

Elektrostatyczne malowanie natryskowe

Malarstwo elektrostatyczne zostało po raz pierwszy opatentowane w USA przez Harolda Ransburga pod koniec lat 40. Harold Ransburg założył Ransburg Electrostatyczne Urządzenia i odkrył, że malowanie natryskowe jest natychmiastowym sukcesem, ponieważ producenci szybko dostrzegli znaczne oszczędności materiałów, które można osiągnąć.

W przypadku malowania elektrostatycznego lub malowania proszkowego, rozpylone cząsteczki są wytwarzane w taki sposób, aby były naładowane elektrycznie, odpychając się nawzajem i rozkładając się równomiernie, gdy opuszczają dyszę natryskową. Malowany obiekt jest ładowany przeciwstawnie lub uziemiony.

Farba jest następnie przyciągana do obiektu, co daje bardziej równomierną powłokę niż malowanie natryskowe na mokro, a także znacznie zwiększa procent farby, która przylega do obiektu. Metoda ta oznacza również, że farba pokrywa trudno dostępne miejsca.

Całość można następnie wypiekać, aby prawidłowo przyczepić farbę: proszek zamienia się w rodzaj tworzywa sztucznego. Panele karoserii samochodowych i ramy rowerowe to dwa przykłady, w których często stosuje się natrysk elektrostatyczny.

Istnieją trzy główne technologie ładowania płynu (ciecz lub proszki):

  • Ładowanie bezpośrednie: Elektroda jest zanurzona w zbiorniku z farbą lub w przewodzie doprowadzającym farbę.
  • Ładowanie tribo: Wykorzystuje się w tym celu tarcie płynu, który jest wtłaczany przez lufę pistoletu lakierniczego. Wciera się w bok korpusu i tworzy ładunek elektrostatyczny.
  • Ładowanie poatomizacyjne: Rozproszony płyn wchodzi w kontakt z polem elektrostatycznym za dyszą wylotową. Pole elektrostatyczne może być wytwarzane przez indukcję elektrostatyczną lub koronę, albo przez jedną lub więcej elektrod (pierścień elektrody, siatkę lub siatkę).
  • Dzwon obrotowy
  • Główny artykuł: Obrotowe malowanie dzwonkiem
  • W ten sposób farba jest wyrzucana w powietrze przez wirujący metalowy dysk („dzwonek”). Metalowy dysk nadaje również ładunek elektryczny cząsteczkom powłoki.

Wentylator elektryczny

Istnieje wiele ręcznych rozpylaczy farb, które albo łączą farbę z powietrzem, albo przekształcają farbę w maleńkie kropelki i przyspieszają ich wydostawanie się z dyszy.

Gorący spray

Poprzez podgrzanie farby w pełni nasyconej do temperatury 60-80 °C możliwe jest nałożenie grubszej warstwy. Początkowo farba była ponownie wprowadzana do obiegu, ale ponieważ spowodowało to nadbudowy, system został zmieniony na bezpośrednie ogrzewanie na linii.

W celu zmniejszenia odbić wstecznych zastosowano również natrysk na gorąco z Airless i Electrostatic Airless, aby zmniejszyć odbijanie się farby. Dwa materiały opakowaniowe zazwyczaj miały premiks przed rozpylaczem przy użyciu podwójnych pomp.

Bezpowietrzne pistolety natryskowe z wspomaganiem pneumatycznym

Wykorzystują one ciśnienie powietrza i ciśnienie cieczy od 300 do 3.000 funtów na cal kwadratowy (2.100-20.700 kPa) w celu uzyskania rozpylenia powłoki. Sprzęt ten zapewnia wysoki transfer i zwiększoną prędkość aplikacji i jest najczęściej używany do aplikacji płaskich linii w fabrycznych zakładach wykończeniowych.

Ciśnienie cieczy jest dostarczane przez pompę bezowietrzną, która umożliwia natryskiwanie znacznie cięższych materiałów niż jest to możliwe przy użyciu pistoletu do natryskiwania powietrzem.

Sprężone powietrze jest wprowadzane do strumienia poprzez dyszę powietrzną (czasami nazywaną kapturkiem powietrznym), podobnie jak w przypadku standardowego pistoletu natryskowego. Dodatek sprężonego powietrza poprawia rozdrobnienie atomizacji.

Dodatkowo, w odróżnieniu od pistoletu natryskowego bez powietrza, pistolet AA ma pewną kontrolę nad strumieniem wentylatorowym do natrysku okrągłego. Niektóre opryskiwacze elektryczne bezpowietrzne (Wagner i Graco) są wyposażone w kompresor, który umożliwia użycie pistoletu bezpowietrznego wspomaganego powietrzem w sytuacjach, gdy ważna jest przenośność.

Pistolety natryskowe Airless

Urządzenia te działają w połączeniu z pompą wysokociśnieniową, powszechnie stosowaną przy ciśnieniu od 300 do 7.500 funtów na cal kwadratowy (2.100-51.700 kPa) w celu rozpylenia powłoki, przy użyciu różnej wielkości rozpylaczy w celu osiągnięcia pożądanej wielkości rozpylenia i wielkości strumienia. Ten typ systemu jest stosowany przez lakierników kontraktowych do malowania ciężkich powłok i wykładzin przemysłowych, chemicznych i morskich.

Powłoka lepiej wnika do wgłębień i szczelin.
Powłoka o jednolitej grubości jest produkowana, co zmniejsza liczbę wymaganych powłok.

Nakładana jest bardzo „mokra” powłoka, zapewniająca dobrą przyczepność i dobre odprowadzanie wody.

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

Podczas pracy należy zachować ostrożność, ponieważ pistolety natryskowe bez dostępu powietrza mogą spowodować poważne obrażenia, takie jak obrażenia w wyniku wyrzucania farby z dyszy pod wysokim ciśnieniem.

Pompy bezpowietrzne mogą być zasilane różnymi typami silników: elektrycznym, pneumatycznym (pneumatycznym) lub hydraulicznym. Większość z nich posiada pompę farby (zwaną również dolną), która jest tłokiem o podwójnym działaniu, w którym tłok pompuje farbę zarówno w dół, jak i w górę skoku. Niektóre pompy bezpowietrzne mają membranę zamiast tłoka, ale oba typy mają zawory wlotowe i wylotowe.

Większość pomp bezpowietrznych zasilanych elektrycznie posiada silnik elektryczny podłączony poprzez przekładnię do pompy tłokowej farby.

Ciśnienie jest osiągane poprzez zatrzymanie i uruchomienie silnika poprzez czujnik ciśnienia (zwany również przetwornikiem); w bardziej zaawansowanych urządzeniach odbywa się to poprzez sterowanie cyfrowe, w którym prędkość silnika zmienia się w zależności od zapotrzebowania i różnicy w stosunku do wartości zadanej ciśnienia, co daje bardzo dobrą kontrolę ciśnienia.

Niektóre pompy tłokowe z napędem bezpośrednim napędzane są silnikiem benzynowym z regulacją ciśnienia poprzez sprzęgło elektryczne. W elektrycznych pompach membranowych silnik napędza pompę hydrauliczną tłokową, która przenosi olej wyparty przez tłok, aby poruszać membraną.

Pompy hydrauliczne i pneumatyczne bezpowietrzne mają silniki liniowe, które wymagają pompy hydraulicznej lub sprężarki powietrza, które mogą być zasilane elektrycznie lub benzynowo, chociaż sprężarka powietrza jest zwykle zasilana olejem napędowym do zastosowań mobilnych lub elektrycznie do instalacji stacjonarnych.

Niektóre agregaty bezpowietrzne posiadają pompę hydrauliczną i jej silnik, zbudowane na tym samym podwoziu, co pompa lakiernicza.

Hydrauliczne lub zasilane powietrzem airless zapewniają bardziej jednolitą kontrolę ciśnienia, ponieważ tłok farby porusza się ze stałą prędkością, chyba że 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 materiałową, niż jednostki napędzane wałem korbowym. Wszystkie rodzaje farb mogą być malowane metodą airless.

Zautomatyzowane systemy natrysku liniowego

Producenci masowo produkujący wyroby z drewna korzystają z automatycznych systemów natryskowych, co pozwala im na malowanie materiałów w bardzo wysokim tempie przy minimalnej ilości personelu.

Zautomatyzowane systemy natryskowe zazwyczaj zawierają system oszczędzania farby, który odzyskuje farbę, która nie jest nakładana na produkty. Zwykle liniowe systemy natryskowe są stosowane do produktów, które leżą płasko na przenośniku taśmowym, a następnie są wprowadzane do liniowego systemu natryskowego, gdzie nad nim umieszczone są automatyczne pistolety natryskowe.

Gdy materiał znajduje się bezpośrednio pod pistoletami, pistolety zaczynają malować materiał. Materiały składają się z części liniowych o szerokości zwykle mniejszej niż 30 cm (12 cali), takich jak ramy okienne, listwy drewniane, listwy przypodłogowe, obudowa, elementy wykończeniowe i wszelkie inne materiały, które są proste w konstrukcji.

Maszyny te są powszechnie używane do bejcowania, uszczelniania i lakierowania. Mogą one nakładać powłoki na bazie wody lub rozpuszczalnika. W ostatnich latach powłoki utwardzane promieniowaniem ultrafioletowym stały się powszechne w wykańczaniu profili i istnieją maszyny szczególnie odpowiednie do tego typu powłok.

Zautomatyzowane systemy natrysku płaskiego

Masowo produkowany materiał jest ładowany na przenośnik taśmowy, gdzie jest podawany do jednej z tych płaskich maszyn. Maszyny płaskie przeznaczone są do malowania materiałów o grubości poniżej 10 cm (4 cale) i skomplikowanym kształcie, np. drzwi szafki kuchennej lub frontu szuflady. Pistolety natryskowe są ustawione w jednej linii nad materiałem, a pistolety są w ruchu, aby uderzyć we wszystkie rowki materiału. Pistolety można przesuwać w cyklu, okręgu lub przesuwać w przód i w tył w celu równomiernego nanoszenia farby na materiał.

Systemy Flatline są zazwyczaj duże i mogą malować drzwi, szafki kuchenne i inne produkty z tworzyw sztucznych lub drewna.

Kabina lakiernicza

Kabina lakiernicza to zamknięte środowisko sterowane ciśnieniem, pierwotnie używane do malowania pojazdów w warsztatach lakierniczych. Aby zapewnić idealne warunki pracy (temperatura, przepływ powietrza i wilgotność), pomieszczenia te są wyposażone w wentylację, składającą się z wentylatorów mechanicznych napędzanych silnikami elektrycznymi oraz opcjonalnie palniki do podgrzewania powietrza w celu przyspieszenia schnięcia farby.

Toksyczne rozpuszczalniki i cząsteczki farb są wydalane na zewnątrz, ewentualnie po filtrowaniu i obróbce w celu zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza. Zapobieganie pożarom i wybuchom pyłów jest również priorytetem. Aby pomóc w usuwaniu z powietrza nadmiaru lakieru natryskowego i zapewnić sprawne działanie systemu „down-draft”, umyte wodą kabiny lakiernicze wykorzystują detakcyjne środki chemiczne do usuwania farby.

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

Bezpieczeństwo

Malowanie natryskowe stwarza zagrożenia dla zdrowia, które mają wpływ na układ oddechowy, nerwowy i krążenia. Podobnie, używanie rozpuszczalników do czyszczenia rąk ze śladów farby i pozostałości może powodować podrażnienia skóry lub nawet poważniejsze problemy, ponieważ wiele z nich jest rakotwórczych lub neurotoksycznych. Praca z takimi substancjami jak farby i rozcieńczalniki, które zawierają związki potencjalnie szkodliwe dla zdrowia, a nawet śmiertelne, niesie ze sobą ryzyko.

Ważne jest odpowiednie przeszkolenie personelu odpowiedzialnego za przeprowadzanie procedur malowania, które może pochodzić od profesjonalnego dostawcy szkoleń lub dostawcy produktu. Istnieją również zagrożenia związane z utylizacją odpadów i materiałów zanieczyszczonych potencjalnie szkodliwymi chemikaliami. Ważne są procedury dekontaminacji i karty charakterystyki materiałów dla różnych produktów. Dzięki temu zwiększa się bezpieczeństwo:

  • Stosowanie środków ochrony osobistej (PPE): Sprzęt ochrony osobistej musi być stosowany podczas pracy z materiałami malowanymi natryskowo, w szczególności sprzęt ochrony osobistej, który zapewnia ochronę skóry.
  • Niektórymi z podstawowych środków ochrony osobistej są kombinezony z kapturem, okulary ochronne dla oczu, półmaski filtrujące i jednorazowe rękawice nitrylowe. Jednym z najważniejszych typów sprzętu ochrony osobistej jest sprzęt ochrony dróg oddechowych (RPE).
  • Należy jednak zauważyć, że podstawowy sprzęt ochrony osobistej dróg oddechowych nie zapewnia wystarczającej ochrony przed negatywnym działaniem izocyjanianów w tkankach ludzkich. Z produktami malarskimi zawierającymi izocyjaniany należy obchodzić się w czasie oddawania podawanego powietrzem RPE, który ma 20 lub więcej APF (przypisany współczynnik ochrony).
  • Sprzęt ochrony dróg oddechowych zasilany powietrzem wymaga szczególnej uwagi, ponieważ zapewnia użytkownikowi oddychające powietrze. Podczas użytkowania należy wdrożyć środki zapobiegające zanieczyszczeniu dopływu powietrza, ponieważ istnieje ryzyko przedostania się szkodliwych substancji do zaworu wlotowego, jeżeli nie znajduje się on poza obszarem rozpylania.
  • Monitorowanie stanu zdrowia: W celu uniknięcia rozwoju chorób związanych z narażeniem na działanie izocyjanianów, organy ds. zdrowia zalecają, aby osoby używające produktów do malowania natryskowego zawierających tę substancję, przynajmniej raz w roku po zmianie pracy, dostarczały próbkę moczu z dużą częstotliwością w ciągu pierwszych kilku miesięcy pracy.
  • Prawidłowe przechowywanie: Ponieważ farby i rozcieńczalniki stanowią zagrożenie pożarowe, należy zachować szczególną ostrożność nie tylko podczas ich użytkowania. Bezpieczeństwo pożarowe powinno być również brane pod uwagę podczas przechowywania zapasów farb.
  • W Stanach Zjednoczonych, Occupational Safety and Health Administration (OSHA) zapewnia wytyczne dotyczące właściwego przechowywania materiałów łatwopalnych.
  • Wiele produktów stosowanych w malowaniu natryskowym jest łatwopalnych w taki sposób, że zagrożenie pożarowe jest prawdopodobne w odległości 15 cm od dyszy.
  • W związku z tym źródła zapłonu muszą znajdować się w bezpiecznej odległości. Ponadto istnieje ryzyko wybuchu pyłu, gdy drobno podzielone cząsteczki farby unoszą się w powietrzu.
  • Prawidłowe prowadzenie dokumentacji: Jednym z podstawowych zasad kontroli ryzyka jest prowadzenie aktualnej dokumentacji zdrowotnej personelu zajmującego się produktami do malowania natryskowego.
  • Należy odpowiednio przechowywać poufne dane dotyczące wyników monitorowania biologicznego.
  • Należy również przechowywać dokumentację harmonogramu i wyników procedur badawczych. Do najważniejszych badań, które należy regularnie przeprowadzać, należą badania jakości powietrza, badania systemów ciśnieniowych i elektrycznych oraz badania filtrów powietrza w zbiornikach sprężarek.