Порошковая окраска металлических изделий – технология покраски своими руками. Порошковая покраска: что это такое и где применяется

Современные технологии окрашивания металлических изделий порошковыми красками стремительно развиваются. Использование жидких лакокрасочных материалов в производственных условиях постепенно уходит на второй план. Большинство производителей металлоизделий делает выбор в пользу порошковых красок, так как они обеспечивают качественное и долговечное декоративно-защитное покрытие.

Что такое порошковые краски

Этот высокотехнологичный красящий материал обладает уникальными свойствами, которых нет у жидких красок. Они состоят из красящих пигментов, пленкообразующих смол и катализаторов, обеспечивающих отвердение материала. В их составе отсутствует растворитель, а в функции дисперсионной среды выполняет воздух. Это делает порошковые краски менее токсичными и более дешевыми в производстве.

Что окрашивают сухими красками

Метод порошкового окрашивания подходит не для всех поверхностей. Его используют, когда необходима дополнительная защита от коррозии, долговечность и прочность. В некоторых случаях порошковая краска способна обеспечить электроизоляцию.

Порошковое окрашивание применяют в основном в промышленном производстве для:

• кованых изделий, алюминиевых профилей и оцинкованного металла;
• лабораторного и медицинского инвентаря;
• мебели;
• бытовой техники;
• спортивного инвентаря.

Преимущества порошкового окрашивания

1. Минимальное количество отходов. Окрашивание на качественном оборудовании дает эффективность до 98%.

В лучшую сторону изменяются санитарно-гигиенические условия туда. Это экологически чистая технология, при которой даже в печи концентрация летучих веществ не доходит до предельно допустимых норм.

2. Не используются растворители, что дает меньшую усадку и практически отсутствие пор на поверхности изделия.
3. Более экономное использование материала при окрашивании. Порошковое покрытие затвердевает в течение получаса и дает возможность получить более толстое однослойное покрытие. Экономия также заключается в отсутствии необходимости содержать большие производственные площади для подсушивания изделия на воздухе. При транспортировке более твердое порошковое покрытие не повреждается, что дает возможность снизить затраты на упаковку.
4. Поверхность, окрашенная порошковой краской, устойчива к ультрафиолету, имеет электроизоляционные и антикоррозийные свойства.
5. Порошковая краска дает возможность создать палитру из более 5000 цветов.
6. Пониженная степень взрыво- и пожароопасности на производстве.

Недостатки порошкового окрашивания

1. Плавление порошка производится при температуре выше 150 0С, что не дает возможности окрашивать дерево и пластик.
2. Сложно нанести тонкий слой краски.
3. Оборудование для сухого окрашивания узконаправленное. В больших печах неэффективно окрашивать маленькие детали, а в небольшой печи нельзя окрасить поверхность большой площади.
4. Для каждого цвета необходимо использовать отдельный контейнер.
5. Сложно окрашивать предметы нестандартной формы или сборные конструкции.
6. Оснащение покрасочной линии требует больших вложений.
7. Если на поверхности появятся дефекты, локально устранить их не удастся, придется перекрашивать все изделие.
8. Нет возможности делать колеровку, использовать можно только заводские краски.

Виды порошковых красок

По типу образования пленки сухие краски принято подразделять на:

• термореактивные. Готовая пленка образуется после химических преобразований;
• термопластичные. Окрашивание происходит под воздействием высокой температуры без химических реакций.

Термореактивные краски более распространены. Для их приготовления используются акриловые, эпоксидные или полиэфирные смолы. Их преимущество заключается в том, что поверхность не будет деформироваться после повторного разогрева. Термореактивные краски могут применяться для окрашивания изделий, которые будут эксплуатироваться в тяжелых условиях.

В термопластичных красках в качестве смол могут использоваться полиэстеры, винилы или нейлоны. Твердое покрытие образуется без химической реакции только путем остывания и затвердевания. Состав затвердевшей краски аналогичен составу исходного материала. Это позволяет повторно производить нагревание и плавление порошка.

Способы нанесения порошковой краски

Технология окрашивания при помощи сухого материала позволяет применять несколько вариантов распыления порошка.

Нанесение краски направленным потоком воздуха. Изделие нагревается и при помощи краскопульта частицы порошка распределяются по поверхности. Качественное покрытие получается только после наиболее точного определения температуры нагревания металла. Недостатком этого метода является необходимость дополнительной термической обработки после полимеризации.

Электростатическое напыление. Этот метод окрашивания наиболее распространен. Прилипание частичек обеспечивается электростатическим напряжением. После полимеризации изделие остывает в естественных условиях. Не прилипший порошок можно повторно использовать, для его сбора предусмотрены специальные камеры. Лучше всего этот метод подходит для изделий простой формы и небольшого размера.

1. Применение пламени. Для этого метода окрашивания используются пистолеты с встроенной пропановой горелкой. Частицы порошка расплавляются, проходя через пламя, и попадают на поверхность изделия в полужидком состоянии. Поверхность изделия не подвергается нагреванию. Слой краски получается более тонким и прочным. Этот метод преимущественно используется для окрашивания крупных предметов.

Оборудование для сухого окрашивания

В порошковом окрашивании нанесение краски не является заключительным этапом. Чтобы полимер закрепился на поверхности, его нагревают в печах. Линия порошкового окрашивания состоит из:

• камеры для нанесения порошка. В этой герметичной камере наносится красящее вещество на металл;
• электростатического распылителя для нанесения порошка. Благодаря статическому электричеству, создаваемому источником высокого напряжения, краска равномерно наносится на конструкции любой формы;
• камеры полимеризации. Она обеспечивает постоянную температуру и оснащена системой вентиляции. В ней происходит процесс полимеризации краски и ее равномерное распределение по изделию;
• компрессора. Он предназначен для создания определенного давления в камере окрашивания;
• устройства для транспортировки металлоизделий. Тяжелые и большие окрашенные изделия должны аккуратно перевозиться, чтобы порошок с них не осыпался. Это обеспечивают специальные тележки, передвигающиеся по монорельсу.

Технология порошкового окрашивания

Получить качественное декоративное покрытие на изделии из металла при помощи порошковой краски можно только путем строго соблюдения технологии окрашивания. Методика заключается в том, что сухие частицы краски распыляют на очищенную и обезжиренную поверхность. Ровный однородный слой порошка на изделии обеспечивается тем, что на отрицательно заряженную поверхность металла, частицы краски с положительным зарядом легко прилипают. Чтобы эти частицы превратились в слой краски, их запекают в печи при температуре от 150-250 0С.

Технология порошкового окрашивания состоит из трех этапов:

• подготовка;
• окрашивание;
• полимеризация.

Подготовка поверхности изделия к окрашиванию

Этот этап наиболее долгий и сложный. От предварительной подготовки поверхности металла будет зависеть дальнейшее качество покрытия: прочность, эластичность. Предварительный этап включает в себя:

• очистку от загрязнений;
• обезжиривание;
• фосфатирование.

С металлической поверхности удаляется ржавчина, окислы, грязь. Если старое покрытие оставить, то краска будет плохо сцепляться с поверхностью и покрытие прослужит недолго.

Самый эффективный метод удаления ржавчины и окислов – дробеструйная очистка. Для этого используется песок, стальные или чугунные гранулы. Мелкие частицы под сильным давлением или воздействием центробежной силы подаются на металл и оббивают с него загрязнения.

Можно использовать химическую очистку или травление. Для этого подойдет соляная, серная, азотная или фосфорная кислоты. Это более простой способ, позволяющий обработать большее количество изделий, чем дробеструйная чистка. Но он требует последующего промывания изделия от кислот, что ведет к дополнительным временным и финансовым затратам.

Фосфатирование изделия аналогично грунтованию. Поверхность обрабатывается составом, создающим фосфатную пленку, улучшающую адгезию.

Нанесение краски

Окрашивание производится путем электростатического напыления в специальных камерах с системой отсоса воздуха, которая не дает краске попасть наружу. Для окрашивания крупных предметов используются камеры проходного типа, а для мелких деталей тупиковые. Есть камеры, в которых краска наносится автоматическими пистолетами-манипуляторами.

Распыление производится пневматическим пистолетом. Положительно заряженные частицы краски обволакивают заземленную деталь и прилипают к ней. Весь процесс происходит следующим образом:

• порошковая краска в специальном бункере смешивается с воздухом. Пропорции регулируются при помощи вентилей;
• смесь краски и воздуха проходит через распылитель с высоковольтным источником, где частицы получают необходимый положительный заряд;
• краска распыляется на изделие и закрепляется на нем;
• вытяжная вентиляция уносит частицы, не получившие нужного заряда. Там они собираются в специальном бункере, а затем повторно используются или утилизируются.

Полимеризация или запекание

Металлоизделие с нанесенной краской помещается в печь. В ней под воздействием постоянной температуры происходит нагревание детали и полимеризация краски. Частицы сплавляются, образуя пленку, затем отвердевают и охлаждаются. Весь процесс занимает около 15–30 минут. Время полимеризации зависит от размера изделия и типа печи.

Температура в камере полимеризации держится в пределах 150-200 0С и зависит от типа краски. Расплавленный порошок способен заполнить все микронеровности, что дает хорошее сцепление с поверхностью металла.

Все необходимые свойства краска получает на этапе отвердения это прочность, внешний вид, защита. После этого изделие должно охладиться в течение 15 минут. В противном случае покрытие может быть повреждено, на него налипнет пыль и грязь.

Итог

Порошковое окрашивание - это наиболее экономичный, быстрый и экологичный способ получения надежной защитной поверхности на металле. Срок службы изделия значительно увеличивается, а декоративное покрытие может быть разнообразным не только по цвету, но и по структуре.

Сложности технологии заключаются в строгом соблюдении всех этапов. Для этого необходимо наличие специальной производственной линии. Проблемы могут возникнуть при:

• окрашивании крупногабаритных предметов;
• изделий сложной формы;
• конструкций из смешанных материалов.

Перед другими типами окрашивания сухой способ имеет бесспорные преимущества:

• безотходность;
• разнообразие красок по стоимости и свойствам;
• высокие физико-механические показатели окрашенной металлической поверхности.

По этим причинам порошковое окрашивание стало одним из самых популярных современных методов защиты металла от повреждений.

Порошковое покрытие представляет собой слой полимерных порошков, которые сперва напыляют на поверхность изделия, а затем подвергают полимеризации при определенной температуре в специальной печи (печи полимеризации).

Базовая технология порошковой окраски металла состоит из трех основных этапов:

1. Подготовка поверхности к покраске (включает удаление загрязнений и окислов, обезжиривание и фосфатирование для повышения адгезии и защиты изделия от коррозии).
2. Нанесение слоя порошковой краски на окрашиваемую поверхность в камере напыления.
3. Оплавление и полимеризация порошкового покрытия в печи полимеризации. Формирование пленки покрытия. Охлаждение и отвержение краски.

При больших объемах производства или обработке крупногабаритных деталей используется транспортная система. С ее помощью окрашенные изделия легко перемещаются от станции к станции. Принцип ее действия заключается в том, что окрашиваемые детали подаются на специальной подвеске или тележках, которые передвигаются по рельсам. Транспортная система позволяет проводить процесс окраски непрерывно, за счет чего значительно увеличивается производительность работы.

Вначале процесса порошковой окраски производится загрузка частей на конвейерную ленту. При предварительной обработке поверхности перед окрашиванием детали попадают в пятиступенчатый очиститель, где подвергаются обработке очистителем, споласкиванию чистой водой, фосфатированию и антикоррозийной обработке.

После этого детали подвергаются сушке. Для этого они прогоняются через специальную печь для просушки с целью предотвращения попадания на них влаги, после чего они охлаждаются.

На следующем этапе детали помещаются в камеру окрашивания или напыления, где порошковая краска вручную распыляется на деталь с помощью электростатического распылителя под действием сжатого воздуха. В распылителе частицы краски приобретают электрический заряд. Под действием электростатических сил частицы порошка притягиваются к поверхности и располагаются на ней равномерными слоями.

После этого детали с нанесенной порошковой краской помещаются в печь или камеру полимеризации приблизительно на 10 минут для непосредственного окрашивания детали. Температура в печи достигает 150-220 градусов. Здесь частицы порошка оплавляются и закрепляются на окрашиваемой поверхности. Этот процесс также называют формированием поверхности. После образования пленки покрытия детали охлаждаются и снимаются с конвейера.

Порошковая покраска – это современная технология, которая позволяет добиться надежного и долговечного покрытия практически на любых поверхностях. Нанесение не представляет особого труда при наличии навыков, но требует задействования специального оборудования. Особенностью этого метода является то, что покраска происходит сухим способом, а защитный слой образуется при последующем нагревании.

Хотя порошковый метод окрашивания известен уже довольно долго, его техническое развитие началось сравнительно недавно. За это время появилось несколько способов проведения процесса.

Востребованность первого метода покраски объясняется тем, что такой вариант имеет большее технологическое развитие. С другими способами все сложнее: второй метод нуждается в тщательном подборе температуры, а третий появился сравнительно недавно.

Необходимое оборудование

Хотя количество необходимых инструментов и приспособлений зависит от масштабов работ, обязательно наличие следующего:

Естественно, крупные производства имеют специальные системы подвесов и доставки, что облегчает работы и ускоряет темп.

На заметку! Нагревание, которое необходимо на последней стадии окрашивания, не позволяет выполнять процесс с материалами, подверженными температурным деформациям. Поэтому наиболее популярной считается обработка металлических деталей и элементов.

Плюсы и минусы

Покраска порошковой краской имеет множество положительных свойств, среди которых особенно выделяются:

Но при всех достоинствах метод не лишен и недостатков:

На заметку! Использование порошкового способа действительно весьма рационально, но в дизайнерском плане уступает другим вариантам. Хотя в настоящее время существуют специальные смеси с разными визуальными и тактильными эффектами.

Порядок выполнения работ

Технология порошковой окраски различных металлических изделий представляет собой совокупность мероприятий. Подробный перечень работ включает немаловажный этап – подготовку предмета, качество проведения которого определяет результат.

Подготовка

Необходимо выполнить следующие действия:

Поверхность тщательно очищается. Для этого проводится ряд процедур:

Формируется конверсионный подслой. Он необходим для защиты поверхности от попадания различных загрязнителей. Составы для этого выбираются исходя из вида обрабатываемого материала. Так, для деталей из алюминия применяется хромовый ангидрид, а для стали – фосфат железа.

Если требуется, то выполняется пассивирование. Этот процесс направлен на закрепление антикоррозионного покрытия.

Следует знать! Стадии подготовки могут разниться в зависимости от того, какие изделия подвергаются обработке, и сферы их применения. Порой достаточно провести тщательную очистку и обезжиривание.

Нанесение красителя

Порошковую окраску металла проводят следующим образом:

Окраска считается завершенной. По прошествии 30 минут металлическое изделие вынимается из печи и остужается, после полного остывания элемент готов к использованию.

Качественная покраска металлических изделий подразумевает целый ряд операций, которые обязательны для выполнения, так как от них зависит качество в целом.

Предварительная обработка изделия

Окрашиваемое изделие должен быть подготовлено надлежащим образом. Ржавчина, грязь, старая краска - всего этого быть не должно! Оно должно быть идеально чистым, лишь тогда оно пригодно для дальнейшего использования.

Химическое обезжиривание

Грамотная окраска изделий из металла порошковой взвесью невозможна без обезжиривания. Даже если на поверхности нет грязи или коррозии, необходимо провести химическое обезжиривание и добиться идеальной чистоты.

Окрашивание

Непосредственная покраска начинается с того, что объект помешается в специализированную камеру, где происходит распыление порошка.

После этого деталь с нанесенной краской перемещается в другую камеру, где происходит закрепление (полимеризация) краски. Под действием электрического поля порошок превращается в полимерную пленку, которая проникает даже в поры металла и покрывает его ровным слоем.

Контроль качества

Хорошая окраска металлических изделий невозможна без тщательного контроля за качеством. Деталь с краской остывает и с помощью специального прибора проводится проверка, насколько ровный слой был нанесен.

Преимущества порошкового окрашивания

Правильная порошковая покраска имеет целый ряд достоинств, которые сделали ее настолько популярной и распространенной:

• любые цвета и оттенки;
• реальная возможность получить идеально ровную поверхность;
• возможность выбора защитного покрытия;
• экологичность технологического процесса;
• полное отсутствие химических растворителей, других активных реагентов;
• пожарная безопасность;
• возможно скоростное окрашивание при необходимости.

Использование данного метода покраски весьма актуально. Это позволяет сохранить металл и придать ему не только привлекательный вид, но высокую механическую прочность, что очень важно при суровых условиях эксплуатации. К примеру, наиболее качественные колесные диски покрашены именно таким методом, что позволяет им долго сохранять свои свойства.

Порошковая покраска металлических изделий считается экологически безопасным способом защитить поверхность от коррозии. Она основывается на применении электростатического поля высокого напряжения, при котором частицы краски обретают способность притягиваться к окрашиваемой поверхности. Благодаря этому способу слой краски получается максимально ровным.
Для порошковых покрытий характерны лучшие защитные свойства по сравнению с другими типами красок. Они отличаются широкой цветовой гаммой (больше 250 оттенков согласно шкале RAL).

Технология покраски изделий при помощи порошка известна людям ещё с середины прошлого века, однако только пару десятилетий назад метод довели до технологического совершенства. Современная порошковая покраска металла – это замечательный способ предотвратить воздействие агрессивных сред на материал и сделать деталь эстетически привлекательной.

Порошковая окраска: преимущества

Порошковая краска, по сути, является мелкодисперсным порошком, структура которого имеет полимерную природу. В его состав входят некоторые полимерные смолы, а также отвердители и вещества, придающие цвет.

Создать однородное, прочное покрытие помогает камера полимеризации. В печи поддерживается постоянная высокая температура около двухсот градусов по Цельсию. Данное воздействие кратковременно, однако необходимо учесть, выдержит обрабатываемая деталь даже непродолжительный контакт с такой температурой или нет.

Покраска порошковой краской, несомненно, обладает некоторыми достоинствами перед традиционными видами покраски металла. Выделим основные плюсы:

• Порошковое покрытие обеспечивает эталонное качество поверхности детали;
• Возможность применения краски разнообразных цветов и оттенков;
• Возможность выбора из разных типов функциональных покрытий;
• Технология порошковой окраски металла экологична;
• Отсутствие растворителей;
• Порошковое покрытие безопасно для человека при прямом контакте;
• Пожаробезопасный вариант окрашивания;
• Возможность быстрого нанесения.

Безусловно, у способа есть и минусы: порошковая покраска своими руками может стать настоящим испытанием, поскольку требует особых условий для проведения технологического процесса (камера полимеризации своими руками – это не то, что можно легко изготовить, равно как и система подачи краски).

В случае, если вы планируете красить металлические детали однократно, а не заниматься этим профессионально, стоит также рассмотреть и вариант обращения к специалистам в этой области, ведь для получения качественного результата требуется отработанная технология и опыт. Например, покраска у www.ip-makarov.ru порошковой краской - одно из важнейших направлений предприятия, и весь трудоёмкий процесс опытные специалисты могут взять на себя.

Могут возникнуть и проблемы с цветом. Если вам нужна порошковая краска металлик с каким-то особым оттенком, вы не сможете смешать два разных вида порошка: смесь не получится однотонной. Впрочем, готовые варианты на рынке предоставляют большой выбор и возможность цветовых экспериментов.

Принцип порошкового окрашивания

Технология порошковой окраски заключается в электростатическом распылении красящей взвеси, которая хорошо садится на подготовленную металлическую поверхность. Нужно отметить, что при таком методе краска наносится равномерно, и в итоге покрытие получается стойким и долговечным.

Покраска металла порошковой краской не дороже традиционных способов покраски, однако она обладает рядом неоспоримых преимуществ, о которых мы уже говорили.

Технология порошковой покраски металла позволяет деталям приобрести декоративные качества. На рынке представлено немало цветов и оттенков порошковой краски. Это могут быть не только стандартные цвета, но и металлики: серебристые, золотистые, алюминиевые.

Поверхность под воздействием краски может приобретать различную стилистику. Если вам необходимо, чтобы изделие выглядело, как гранит, старинная бронза, серебро, чтобы деталь имела структурированную поверхность, — вам поможет порошковая краска по металлу. Возможно применение различных эффектов на рабочем материале, например перламутр, антик, хамелеон. Помимо этого, возможны вариации в фактуре изделия, а не только в его текстуре.

Порошковая покраска: технология

Наверняка многим интересно, как именно происходит порошковое покрытие металла. Ведь это признанный во всём мире эффективный способ придания материалу улучшенных защитных и эстетических свойств в короткий срок.

1. Предварительная обработка материала
   Когда вы планируете покраску, не забудьте тщательно подготовить само изделие. Чем качественнее будет обработано покрытие, тем лучше на нём будет смотреться готовая порошковая краска. Технология нанесения предусматривает отсутствие загрязнений (например, битума или известки), также на материале не должно быть ржавчины.Если деталь уже побывала в покраске, то поверх прежнего слоя можно нанести новый, однако необходимо также произвести зачистку.Краска, нанесенная поверх другого слоя, тем не менее, будет иметь меньшее сцепление с поверхностью, нежели в случае прямого контакта. В случае, если исходная поверхность анодированная или хромированная, вы можете использовать эту технологию.Есть ещё одна вещь, о которой зачастую забывают неопытные пользователи этой технологии – о чернении. Если вы видите, что оно ранее было применено по отношению к детали, очистите поверхность. Чернение может стать причиной появления пузырей на поверхности при тепловой обработке.
2. Финальная подготовка поверхности
   Когда вы завершите предварительную обработку, осуществите процесс химического обезжиривания поверхности детали, а также процесс сушки. Порошковое окрашивание металла требует в некоторых случаях хроматирования или фосфатирования поверхности перед нанесением взвеси – это зависит от условий будущей эксплуатации детали. Например, если проводится порошковая окраска дисков.

• Маскировка
  На этапе маскировки вы защитите те элементы поверхности, на которые краска попасть не должна. Это может быть частичное покрытие детали либо разделение поверхности при покраске несколькими цветами; покрытие резьбы либо шлифованных частей подшипника; частные ситуации, которые иногда хотят воплотить в жизнь.
• Порошковая окраска металла
  После того, как произведена маскировка, и детали очищены, они закрепляются на транспортёре, а затем попадают в устройство, которое называется камера порошковой окраски. Там при использовании особого электростатического инструмента происходит распыление порошка.После обработки порошковая покраска держится только лишь на энергии разницы потенциалов металла и нанесённой субстанции. Это значит, что её можно легко сдуть или, к примеру, стереть.
• Полимерное покрытие металла
  Когда слой порошка нанесён, его нужно закрепить. Следующая его остановка – это камера полимеризации порошковой краски. В этой камере слой краски оплавляется, и готовая плёнка затвердевает на детали.По всей площади полимеризационной камеры поддерживается высокая температура. При нагреве слой порошковой краски расплавляется и получает качественную сцепку с материалом, поскольку проникает в поры детали. Таким же способом покрывают и диски автомобиля, порошковой краской.
• Контрольный этап
  После того, как камера для порошковой покраски сделала свое дело, деталь извлекается. Происходит остывание, порошковая краска для металла становится твердой. Однакотранспортировать её или устанавливать на автомобиль пока рано. Гарантированную прочность изделие приобретёт по истечении 24 часов.

Порошковая покраска – это процедура, которая должна проходить в специально оборудованном помещении. Однако если у вас есть желание, вы можете заниматься этим и в своём гараже. Однако нужно понимать, что покупка всего оборудования, которое нужно для такой покраски, будет экономически выгодным лишь в случае, если вы хотите наладить собственное производство.

У профессионалов популярно оборудование фирмы Encore. Компания предлагает своим покупателем ручные и автоматические системы окрашивания, нацеленные на мелкий бизнес, а также на клиентов, желающих построить крупное производство. Компания Encore поставляет ручное оборудование порошкового напыления, электростатические системы, камеры ручной окраски, а также автоматические камеры окраски.

Автоматические варианты обычно укомплектованы нужными манипуляторами для того, чтобы сделать процесс покраски максимально качественным и быстрым. Кроме того, вам может понадобиться интегрированная система управления оборудованием, если вы рассчитываете укрупнить свой бизнес и оптимизировать технологический процесс.

Кроме того, автоматическая система позволяет сэкономить до 20% порошка, который обычно теряется при ручном окрашивании. Однако такой вариант значительно более дорогой, чем наборы, позволяющие наносить краску вручную.

Итак, познакомившись с процессом покраски металла при помощи порошкового распыления, вы можете прийти к выводу о целесообразности применения данного метода. Кого-то, возможно, статья натолкнет на мысль о том, чтобы открыть собственный бизнес. Взвесьте плюсы и минусы предлагаемого решения, и вы обязательно достигнете своих целей.