.jpg/1280px-US_Navy_040413-N-5328N-029_A_U.S._Air_Force_Airman_spray_paints_a_piece_of_equipment_in_a_paint_booth_at_Naval_Air_Technical_Training_Command_(NATTC).jpg)
Распылительная окраска — это техника покраски , при которой устройство распыляет материал покрытия (краску, чернила, лак и т. д.) через воздух на поверхность. Наиболее распространенные типы используют сжатый газ — обычно воздух — для распыления и направления частиц краски.
Краскопульты произошли от аэрографов , и обычно их различают по размеру и размеру распыляемого ими рисунка. Краскопульты ручные и используются вместо кисти для детальной работы, такой как ретушь фотографий, покраска ногтей или изобразительное искусство. Распыление с помощью воздушного пистолета обычно использует более крупное оборудование. Обычно его используют для покрытия больших поверхностей равномерным слоем жидкости. Краскопульты могут быть как автоматическими, так и ручными и иметь сменные головки, позволяющие создавать различные рисунки распыления.
Баллончики с аэрозольной краской одного цвета портативны и удобны в хранении.
Распыление краски сжатым воздухом можно проследить до его использования на железной дороге Southern Pacific Railroad в начале 1880-х годов [1] В 1887 году Джозеф Бинкс, инспектор по техническому обслуживанию в оптовом магазине Marshall Field's Wholesale Store в Чикаго, разработал машину для распыления краски с ручным насосом и холодной водой для нанесения побелки на подвальные стены магазина. [2] [3] Фрэнсис Дэвис Миллет , директор по декорированию Всемирной Колумбийской выставки в Чикаго в 1893 году, использовал Бинкса и его систему распыления краски для нанесения побелки, состоящей из смеси масла и свинцовых белил, на здания на выставке, что заняло значительно меньше времени, чем традиционная покраска кистью, и превратило ее в то, что было названо Белым городом . [4] [1] [3] В 1949 году Эдвард Сеймур разработал тип распыления краски, аэрозольную краску , которая могла подаваться с помощью сжатого аэрозоля в баллончике.
Этот процесс происходит, когда краска наносится на объект с помощью распылителя сжатого воздуха. Воздушный пистолет имеет сопло, емкость для краски и воздушный компрессор. При нажатии на курок краска смешивается с потоком сжатого воздуха и выпускается в виде мелкодисперсного распыления. [5]
Благодаря широкому диапазону форм и размеров сопел консистенция краски может варьироваться. Форма заготовки и желаемая консистенция и рисунок краски являются важными факторами при выборе сопла. Три наиболее распространенных сопла — это полный конус, полый конус и плоская струя. [6] Существует два типа процессов распыления с помощью пневматического пистолета. При ручном методе распыления пневматический пистолет удерживается опытным оператором на расстоянии около 6–10 дюймов (15–25 см) от объекта и перемещается вперед и назад по поверхности, причем каждый мазок перекрывает предыдущий, обеспечивая сплошной слой. [7] При автоматическом процессе головка пистолета крепится к монтажному блоку и подает струю краски из этого положения. Окрашиваемый объект обычно помещается на валики или поворотный стол, чтобы обеспечить общее равномерное покрытие всех сторон.
Высокий объем низкого давления (HVLP) похож на обычный распылитель, использующий компрессор для подачи воздуха, но сам распылитель требует более низкого давления (LP). Больший объем (HV) воздуха используется для распыления и продвижения краски при более низком давлении воздуха. Результатом является более высокая доля краски, достигающей целевой поверхности, с уменьшенным избыточным распылением , расходом материалов и загрязнением воздуха.
Регулятор часто требуется для того, чтобы давление воздуха от обычного компрессора можно было понизить для пистолета-распылителя HVLP. В качестве альтернативы можно использовать турбинный блок (обычно содержащий двигатель пылесосного типа, установленный в обратном порядке) для подачи воздуха без необходимости в воздушной линии, идущей к компрессору.
Правило большого пальца заключается в том, что две трети покрытия наносится на подложку, а одна треть — в воздух. Настоящие пистолеты HVLP используют 8–20 куб. футов в минуту (13,6–34 м 3 /ч), и требуется промышленный компрессор с минимальной выходной мощностью 5 лошадиных сил (3,7 кВт). Системы распыления HVLP используются в автомобильной, авиационной, морской, декоративной, архитектурной , мебельной, живописной и косметической промышленности.
Как и HVLP, малообъемные пистолеты низкого давления (LVLP) также работают при более низком давлении (LP), но они используют меньший объем (LV) воздуха по сравнению с обычным и HVLP оборудованием. Это еще одна попытка повысить эффективность переноса (количество покрытия, которое попадает на целевую поверхность) пистолетов-распылителей при одновременном снижении потребления сжатого воздуха.
Электростатическая окраска была впервые запатентована в США Гарольдом Рансбургом в конце 1940-х годов. Гарольд Рансбург основал Ransburg Electrostatic Equipment и обнаружил, что электростатическая окраска распылением имела немедленный успех, поскольку производители быстро поняли, какую существенную экономию материалов можно достичь. При электростатической окраске распылением или порошковом покрытии распыленные частицы заряжены электричеством, тем самым отталкиваясь друг от друга и равномерно распределяясь по мере выхода из распылительного сопла. Окрашиваемый объект заряжается противоположно или заземляется. Затем краска притягивается к объекту, образуя более ровный слой, чем при мокрой окраске распылением, а также значительно увеличивая процент краски, которая прилипает к объекту. Этот метод также означает, что краска покрывает труднодоступные места. Затем все это можно запечь, чтобы правильно закрепить краску: порошок превращается в своего рода пластик. Панели кузова автомобиля и рамы велосипедов — два примера, где часто используется электростатическая окраска распылением.
Существуют три основные технологии зарядки жидкости (жидкости или порошков):
При этом методе краска выбрасывается в воздух вращающимся металлическим диском («колоколом»). Металлический диск также сообщает электрический заряд частице покрытия. [8]
Существует множество ручных краскораспылителей, которые либо смешивают краску с воздухом, либо преобразуют краску в мельчайшие капли и ускоряют их выброс из сопла.
Нагрев загустевшую краску до 60-80 °C позволяет наносить более толстый слой. Первоначально краска рециркулировалась, но поскольку это приводило к загустеванию, система была изменена на прямой нагрев в режиме реального времени. Горячее распыление также использовалось с безвоздушным и электростатическим безвоздушным распылением для уменьшения отскока. Двухкомпонентные материалы обычно предварительно смешивались перед системами наконечников с использованием двух насосов.
Они используют давление воздуха и давление жидкости от 300 до 3000 фунтов на квадратный дюйм (2100–20700 кПа) для распыления покрытия. Это оборудование обеспечивает высокую скорость переноса и повышенную скорость нанесения и чаще всего используется для нанесения плоских линий в цехах заводской отделки.
Давление жидкости обеспечивается безвоздушным насосом, что позволяет распылять гораздо более тяжелые материалы, чем это возможно с помощью воздушного распылителя. Сжатый воздух вводится в распыл через воздушное сопло (иногда называемое воздушным колпачком), аналогичное стандартному обычному распылителю. Добавление сжатого воздуха улучшает тонкость распыления. Кроме того, в отличие от чистого безвоздушного распылителя, пистолет AA имеет некоторый контроль над веерным распылением до круглого распыления. Некоторые электрические безвоздушные распылители (Wagner и Graco) оснащены компрессором, что позволяет использовать безвоздушный пистолет с воздушной поддержкой в ситуациях, когда важна портативность.
Они работают, подключенные к насосу высокого давления, обычно использующему давление от 300 до 7500 фунтов на квадратный дюйм (2100–51700 кПа) для распыления покрытия, используя различные размеры наконечников для достижения желаемого распыления и размера пятна распыления. Этот тип системы используется контрактными малярами для покраски промышленных, химических и морских покрытий и облицовок, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации.
Преимущества безвоздушного распыления:
Большинство покрытий можно наносить распылением с добавлением небольшого количества разбавителя, что сокращает время высыхания и снижает выброс растворителя в окружающую среду.
При работе с краскопультами необходимо соблюдать осторожность, поскольку безвоздушные краскопульты могут стать причиной серьезных травм [9] , например, инъекций, из-за выброса краски из сопла под высоким давлением.
Безвоздушные насосы могут работать от разных типов двигателей: электрических, пневматических (пневматических) или гидравлических. Большинство из них имеют насос для краски (также называемый нижним), который представляет собой поршень двойного действия, в котором поршень качает краску как при движении вниз, так и при движении вверх. Некоторые безвоздушные насосы имеют диафрагму вместо поршня, но оба типа имеют впускные и выпускные клапаны.
Большинство электрических безвоздушных насосов имеют электродвигатель, соединенный через зубчатую передачу с насосом поршня краски. Давление достигается путем остановки и запуска двигателя через датчик давления (также называемый преобразователем); в более продвинутых устройствах это делается с помощью цифрового управления, при котором скорость двигателя изменяется в зависимости от потребности и разницы от заданного значения давления, что приводит к очень хорошему контролю давления. Некоторые поршневые насосы с прямым приводом приводятся в действие бензиновым двигателем с контролем давления через электрическую муфту. В электрических мембранных насосах двигатель приводит в действие гидравлический поршневой насос, который передает масло, вытесняемое поршнем, для перемещения мембраны.
Гидравлические и пневматические безвоздушные насосы имеют линейные двигатели, для которых требуется гидравлический насос или воздушный компрессор, которые могут быть электрическими или бензиновыми, хотя воздушный компрессор обычно имеет дизельный привод для мобильного использования или электрический для стационарных установок. Некоторые безвоздушные агрегаты имеют гидравлический насос и его двигатель, встроенные в то же шасси, что и насос для краски.
Гидравлические или пневматические безвоздушные насосы обеспечивают более равномерный контроль давления, поскольку поршень краски движется с постоянной скоростью, за исключением случаев, когда он меняет направление. В большинстве поршневых насосов с прямым приводом поршень приводится в действие коленчатым валом, в котором поршень будет постоянно менять скорость. Линейные двигатели насосов с гидравлическим или пневматическим приводом более эффективны в преобразовании мощности двигателя в мощность материала, чем агрегаты с приводом от коленчатого вала. Все типы красок можно окрашивать с помощью безвоздушного метода.
Производители, которые массово производят изделия из дерева, используют автоматизированные системы распыления, что позволяет им красить материалы с очень высокой скоростью с минимальным количеством персонала. Автоматизированные системы распыления обычно включают в себя систему экономии краски, которая восстанавливает краску, не нанесенную на изделия. Обычно линейные системы распыления предназначены для изделий, которые лежат на конвейерной ленте, а затем подаются в линейную систему распыления, где над ними располагаются автоматические пистолеты-распылители. Когда материал находится прямо под пистолетами, пистолеты начинают красить материал. Материалы состоят из линейных деталей, обычно менее 12 дюймов (30 см) в ширину, таких как оконные рамы, деревянные молдинги, плинтусы, наличники, отделочные материалы и любые другие материалы, которые имеют простую конструкцию. Эти машины обычно используются для нанесения морилки, герметика и лака. Они могут наносить покрытия на водной или растворяющей основе. В последние годы покрытия, отверждаемые ультрафиолетом, стали обычным явлением в отделке профилей, и есть машины, которые особенно подходят для этого типа покрытия.
Массово произведенный материал загружается на конвейерную ленту, где он подается в одну из этих машин Flatline. Машины Flatline специально разработаны для покраски материалов толщиной менее 4 дюймов (10 см) и сложной формы, например, дверцы кухонного шкафа или фасада ящика. Распылители располагаются над материалом и движутся, чтобы поразить все канавки материала. Пистолеты можно перемещать по циклу, по кругу или вперед и назад, чтобы равномерно наносить краску на материал. Системы Flatline обычно большие и могут красить двери, кухонные шкафы и другие пластиковые или деревянные изделия.
Покрасочная камера — это закрытая среда с контролируемым давлением , изначально использовавшаяся для покраски автомобилей в кузовном цехе . Ее эффективная конструкция способствует эффективному нанесению краски, минимизируя загрязнение и максимизируя качество готовой продукции. [10] Для обеспечения идеальных условий работы ( температуры , воздушного потока и влажности ) эти среды оснащены вентиляцией , состоящей из механических вентиляторов, приводимых в действие электродвигателями, и опционально горелок для нагрева воздуха для ускорения высыхания краски. Токсичные растворители и частицы краски выбрасываются наружу, возможно, после фильтрации и обработки для снижения загрязнения воздуха . Предотвращение пожаров и взрывов пыли также является высоким приоритетом. Для содействия удалению из воздуха излишне распыленной краски и обеспечения эффективной работы нисходящей тяги в покрасочных камерах с водяной промывкой используются химические вещества, препятствующие клейкости краски .
Художники также могут использовать оборудование для окраски распылением, чтобы иметь возможность эффективно и безопасно использовать аэрозольные краски (включая автомобильные покрытия). Они могут арендовать помещения и время в автомастерских или организовать свои объекты совместно со школами или кооперативами художников .
Распылительная окраска представляет опасность для здоровья, которая влияет на дыхательную, нервную и кровеносную системы. Аналогичным образом, использование растворителей для очистки рук от следов и остатков краски может вызвать раздражение кожи или даже более серьезные проблемы, поскольку многие из них являются канцерогенными или нейротоксичными . Существуют риски, связанные с работой с такими веществами, как краска и разбавитель , которые содержат соединения, потенциально вредные для здоровья или даже смертельные. [11]
Важно соответствующее обучение персонала, ответственного за проведение процедур покраски, которое может быть предоставлено профессиональным провайдером обучения или поставщиком продукции. Существуют также опасности, связанные с утилизацией отходов и материалов, загрязненных потенциально опасными химикатами. Важны процедуры дезактивации и паспорта безопасности материалов для различных продуктов. Безопасность повышается за счет:
Одним из применений аэрозольной живописи является граффити . Появление недорогой и портативной аэрозольной краски стало благом для этой формы искусства, которая распространилась по всему миру. Аэрозольная живопись также использовалась в изобразительном искусстве . Жюль Олицки , Дэн Кристенсен , Питер Реджинато , сэр Энтони Каро и Жан-Мишель Баския использовали аэрографы как для живописи , так и для скульптуры .
