Торговое представительство в Москве:

пр. Андропова д. 22

т. 8 499 618-36-47,

   8 499 618-30-77,

   8 903 779-48-31,

  8 903 779-48-32

 ф. 8 499 618-1888

353575656

nordson@niit.ru

Технология Prodigy™ - новая эра в индустрии порошкового напыления

Множество новых разработок и изобретений в индустрии нанесения порошковых покрытий направлялены на повышение эффективности оборудования. Исторически, упор обычно делался на оптимизацию зарядки порошка и методов контроля процесса зарядки. Однако достаточно относительно небольшого опыта работы с порошковыми покрытиями, чтобы осознать, что контроль системы зарядки порошка является не единственным важным фактором, влияющим на процесс порошкового напыления, оптимизацию степени и легкости прокраски труднодоступных участков деталей. Аэродинака порошковой окраски не менее важна и нередко играет определяющую роль.

Для оптимизации аэродинамики в зоне нанесения покрытий мы должны обратить внимание на следующие факторы:

  • динамика факела напылителя;
  • рабочая характеристика насоса подачи порошка;
  • отношения порошка к воздуху в факеле напыления;
  • аэродинамическая турбулентность в зоне осаждения покрытий.

Традиционное порошковое напыление эжекторными насосами

Исторически, эжекторные насосы используются для подачи порошка от бака-питателя к системе напыления. К сожалению, этот метод подачи порошка является ограничивающим фактором на пути дальнейшего повышения эффективности систем порошкового напыления. Проблема заключается в том, что для эффетивной подачи порошка эжекторными насосами требуется значительный объём воздуха.

Усилия по оптимизации внутренней геометрии и рабочих характеристик эжекторных насосов для порошковой окраски привели к минимальному прогрессу.

Но не стоит отчаиваться - на рынке оборудования для нанесения порошковых покрытий появилась новая технология, предлагающая значительные улучшения:

  • общей эффективности процесса нанесения порошковых покрытий;
  • эффективности и легкости прокраса труднодоступных участков (глубоких проёмов, углов);
  • степени контроля над стабильностью толщины наносимого покрытия;
  • скорости и качества смены цвета;
  • эффективности рекуперации неосевшего порошка.

Эта уникальная технология разрабатывалась специалистами фирмы Нордсон на протяжении трех лет и называется Prodigy™.

Порошковое напыление Prodigy: отличительные особенности технологии

Ключевым компонентом технологии порошковой покраски Prodigy является новый метод подачи порошковых материалов. Насосы HDLV™ (High Density Low Velocity - высокий объём, низкая скорость) открывают новую эру в индустрии нанесения порошковых покрытий и полностью избавляются от ограничений, налагаемых традиционной эжекторной технологией порошкового напыления.

Чтобы лучше осознать преимущества новой технологии окраски, важно сначала полностью осознать и понять недостатки традиционных методов.

Рассмотрим различные сценарии нанесения порошковых покрытий в поле коронного разряда, иллюстрированных на илл. 1.

Каждая из поверхностей, показанных на иллюстрации, имеет уникальную картину лактрического поля и аэродинамики и представляет сложность для нанесения порошкового покрытия. С использованием таких современных методов контоля системы зарядки, как ограничение тока разряда и технологии SelectCharge™ (изменяемые нагрузочные линии высоковольтной системы), мы можем достаточно эффективно оптимизировать электрическое поле в зоне напыления порошковой краски.

Сценарии порошкового напыления
Иллюстрация 1.

Однако задача оптимизации процесса осаждения порошкового покрытия в ходе покраски в каждом из иллюстрированных случаев гораздо более зависит от нашей способности оптимизировать аэродинамику в зоне напыления, нежели от оптимизации системы электростатической зарядки (предполагается, что порошок адекватно заряжен).

Рассмотрим работу типичной системы порошковой окраски с использованием эжекторных насосов подачи порошка (Илл. 2).

Сжатый воздух используется для:

  • псевдо-сжижения порошка в баке-питателе;
  • создания отрицательного давления внутри эжекторного насоса для обеспечения забора порошка из бака и для "проталкивания" забранного порошка в шланг подачи;
  • поддержания требуемой скорости воздушно-порошковой смеци во время её движения по шлангу во избежание отделения порошка от воздуха и результирующей нестабильной подачи.

Недостаток технологии: весь тот воздух, который мы добавляем в систему для достижения стабильной подачи порошка, неизбежно оказывается в распылительной головке напылителя.

Традиционная технология порошковой покраски
Иллюстрация 2.

Таким образом, воздух, используемый для подачи порошка, участвует и в формировании факела напыления, становясь определяющим фактором аэродинамической картины процесса нанесения покрытия. Используя эжекторные насосы, мы не можем разделить задачи подачи порошка и оптимизации факела напыления.

Оптимизация аэродинамики принимает вторичную роль по сравнению с подачей порошка, и мы не можем отдельно оптимизировать расход порошка и факел порошкового напыления.

Чем выше требуемый расход порошка, тем хуже аэродинамика процесса. Илл. 3 показывает рабочую характеристику типичного эжекторного насоса. Легко видно, что при низких расходах порошка рабочая кривая достаточно крутая и относительно линейная. В точке А увеличение расхода порошка на величину ΔQ требует увеличения объёма воздуха ΔV1.

По мере увеличения расхода наклон рабочей кривой уменьшается и каждое очередное увеличение расхода требует прогрессивно большего объёма подающего воздуха. В точке B кривой достижение того же ΔQ требует увеличения объёма воздуха ΔV2 > ΔV1. Такое увеличение объёма воздуха не может не иметь значительного отрицательного эффекта на эффективность процесса нанесения покрытия из-за увеличения скорости факела напыления. Для обретения полного контрля над скоростью факела напыления мы должны расстаться с нашей зависимостью от воздуха и найти лучший способ подачи порошка к напылителю - с минимальным объёмом воздуха. Именно это и достигается применением насосов плотной фазы HDLV (Илл. 4).

Эффективность порошковой окраски
Иллюстрация 3.

Насос HDLV - основа технологии Prodigy

Подробное объяснение метода работы насосов HDLV выходит за рамки этой статьи. Однако, чтобы понять принцип работы насоса, достаточно представить себе двухтактный двигатель - два цилиндра, работающие в противофазе. Только вместо движущихся поршней мы используем вакуум для наполнения цилиндров порошком, а затем выталкиваем его в шланг, создавая минимальное положительное давление. Нет движущихся деталей, нет избыточного воздуха. Порошок требует минимального псевдо-сжижения и движется по шлангу подачи фактически в состоянии плотной фазы.

Даже шланг подачи порошка к напылителю становится другим. Отсутствие воздуха устраняет необходимость использования шлангов большого диаметра. Новая технология HDLV позволяет перекачивать более 500 гр. порошка в минуту через шланг длиной 20 м и внутренним диаметром 6 мм.

С применением новой технологии отношение порошка к воздуху внутри шланга увеличивается в несколько раз. Увеличение расхода порошка достигается не за счет увеличения объёма воздуха (как с эжекторными насосами), а увеличением частоты циклов насоса. В силу последнего, рабочая характеристика насосов HDLV линейна и отношение порошка к воздуху не меняется в зависимости от расхода.

Порошковый насос плотной фазы HDLV
Иллюстрация 4.

Как же насчет формирования факела напыления? С применением новой технологии покраски мы можем доставить порошок к распылительной насадке напылителя фактически без воздуха.

Оборудование для порошкового напыления Prodigy

Чтобы полностью реализовать преимущества новой технологии подачи порошка, Нордсон разработал новое поколение систем напыления Prodigy™.

В дополнение к преимуществам насосов HDLV, системы Prodigy имеют:

  • Уникальные распылительные насадки, позволяющие эффективно формировать факел напыления с минимальным добавлением воздуха;
  • Принципиально новый дизайн напылителя: контролируемый объём воздуха подаётся прямо к распыляющей насадке.

Илл. 5 показывает компоненты установки порошкового напыления Prodigy.

Как уже упоминалось, новая технология позволяет контролировать параметры факела напыления абсолютно независимо от подачи порошка. Такой подход позволяет достичь уникальной <мягкости> формы факела с общим объёмом воздуха на выходе напылителя в разы меньше, чем у традиционных систем окрашивания.

Комбинация мягкого, легко контролируемого факела напыления с технологией контроля электростатического заряда SelectCharge™ позволяет достигать эффективности нанесения покрытия и легкости прокраса труднодоступных участков деталей, недостижимых с традиционными системами (Илл. 6).

Система порошкового напыления Prodigy
Иллюстрация 5.

Экономические преимущества технологии HDLV

Порошковое напыление по технологии HDLV обладает ещё одним важным преимуществом. Это повышенный уровень контроля над толщиной наносимого покрытия. В большинстве линий порошковой окраски стоимость наносимого покрытия является основной частью операционных затрат.

При использовании традиционных эжекторных насосов подачи порошка износ внутренних компонентов существенно влияет на расход порошковой краски. Иронично то, что положительные результаты усилий по созданию совершенных систем контроля процесса нанесения покрытий (направленных на уменьшение рабочих затрат и повышение степени контроля толщины наносимого покрытия) во многом перечеркиваются износом самой малой, и достаточно примитивной детали системы напыления - вставки эжекторного насоса (трубки Вентури).

Нанесение прошкового покрытия
Иллюстрация 6.

Износ деталией насоса в разных системах порошкового напыления

Даже самые совершенные системы окраски, где расход воздуха на насос строго контролируется электронными системами с закрытой обратной связью, не застрахованы от износа деталией эжекторного насоса, влекущего за собой постепенное, но значительное уменьшение подачи порошка. Опытные операторы систем порошкового напыления периодически производят корректировки в установках системы, чтобы компенсировать эффект износа эжекторных насосов. К сожалению, во многих случаях оператор выставляет расход порошка на заведомо завышнное значение, чтобы избежать периодических корректировок. При этом себестоимость окрашиваемых деталей и расходы на эксплуатацию линии порошковой покраски оказываются также высокими.

 

Технология порошковой окраски HDLV позволяет эффективно и легко решить проблему. Насосы HDLV не имеют деталей износа, которые влияют на расход порошка. Таким образом, толщина наносимого покрытия может контролироваться с высокой степенью точности без частых ручных корректировок.

Илл. 7 показывает разницу стабильности подачи порошка насосом HDLV и эжекторным насосом по времени эксплуатации.

Диаграмма: стабильность подачи порошка
Иллюстрация 7.

Эффективность нанесения покрытия, уникальная легкость прокраса изделий сложной формы и высокая точность контроля наносимого покрытия не завершают список достоинств технологий Prodigy и HDLV.

Легкость, скорость и надежность смены цвета с системами Prodigy не имеют аналогов ни у одного производителя оборудования порошковой окраски.

Технологии смены цвета

Три фактора значительно облегчают смену цвета при использовании систем порошковой покраски Prodigy:

 

1)     Технология насоса плотной фазы практически полностью избавляется от ударной полимеризации порошка внутри ситемы подачи (насос, шланг, внутрение поверхности напылителя). Это позволяет эффективно автоматически продувать систему подачи порошка во время смены цвета.

2)     Насос HDLV имеет встроенную систему, позволяющую автоматически продувать насос, шланг и напылитель всего за несколько секунд. Причем с такой степенью надежности, которая позволяет последовательно использовать порошковую краску высококонтрастных цветов.

3)     Уникальный дизайн порошкового канала и распылительных насадок систем Prodigy не имеют участков, где могут сохранятся остатки порошка.

Оборудование и технологии порошковой покраски
Иллюстрация 8.

Комбинация этих трех факторов даёт нам установку, в которой автоматическая смена цвета может производиться за 18 секунд - без разборки напылителя или насоса. Единственное, что остаётся выполнить оператору - обдуть наружную поверхность напылителя. Если не использовать автоматические системы Color-On-Demand™, оператору придется переместить заборную трубку насоса из бака подачи одного цвета в другой. Тогда время смены цвета удлиняется до 30 секунд.

Для тех, кто работает в режиме Just-in-Time и меняет цвет очень часто, система Color-on-Demand™ (Илл. 8) позволяет использовать до 28 цветов порошка и менять цвет за 18 секунд. Автоматически и с высокой надежностью.

Системы рекуперации порошка, не осевшего при напылении

Возможно ли, чтобы одна технология порошковой окраски имела еще больше преимуществ? Технология Prodigy действительно ревлоюционна. Еще одним важным положительным эффектом технологии HDLV является повышение эффективности циклонных систем рекуперации неосевшего порошка. Это преимущество осуществляется за счет использования транспортных насосов HDLV высокой производительности, разработанных Нордсон (Илл. 9).

В типичной системе покраски с циклонной рекуперацией порошка есть две части, где происходят потери порошка: сам циклон и вибрационное сито, в которое порошок подаётся из циклона для повторного использования.

Современные циклонные системы имеют эффективность до 95%. Однако дополнительные потери возможны, если порошок накапливается в контейнере в нижней части циклона. Для избежания потерь и оптимизации системы окраски порошок должен быстро и динамично удалятся из аккумулирующего бака циклона.

Транспортный насос HDLV для порошковой окраски
Иллюстрация 9.

Насосы HDLV используют вакуум и активно "откачивают" порошок из основания циклона, тем самым значительно уменьшая риск накопления порошка в баке. Многочисленные эксперименты и измерения показали, что создание отрицательного давления в нижней части циклонов повышает их эффективность.

За счет минимизации потребления воздуха для транспортировки порошка высокопроизводительные насосы HDLV устраняют риск создания положительного давления внутри вибросита. Возникновение положидельного давления в сите (характерное при использовании традиционных методов подачи порошка) уменьшает пропускную способность вибросита и ведет к потерям порошка при вентиляции избыточного давления. Технология HDLV устраняет эти проблемы.

Революционные технологии Prodigy и HDLV открывают новую эру в индустрии нанесения порошковых покрытий. Первыми на рынок были выпущены ручные системы порошкового напыления Prodigy. Они показали отличные результаты. Увеличивается и число установленных автоматических систем порошковой окраски. Опыт индустриальной эксплуатации полностью подтверждает превосходство новой технологии по всем показателям.

Если вы хотите узнать больше о технологиях Prodigy и HDLV, обращайтесь в московское представительство Нордсон или посетите www.nordson-finishing-eu.com

Технология порошковой покраски Prodigy - это меняет всё.

Pdf-версия

 

Более подробную информации о предлагаемом оборудовании вы можете получить в нашем офисе.

  Яндекс цитирования  

Copyright © 1990 - 2013 Nordson

Торговое представительство

Создание сайта: WorldNet


.Rambler's Top100