.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)
Окрашивание распылением — это метод окраски , при котором устройство распыляет материал покрытия (краску, чернила, лак и т. д.) через воздух на поверхность. В наиболее распространенных типах используется сжатый газ (обычно воздух ) для распыления и направления частиц краски.
Краскопульты произошли от аэрографов , и они обычно различаются по размеру и размеру рисунка распыления, который они создают. Аэрографы ручные и используются вместо кисти для детальной работы, такой как ретушь фотографий, покраска ногтей или изобразительное искусство. Для распыления пневматическим пистолетом обычно используется более крупное оборудование. Обычно его используют для покрытия больших поверхностей равномерным слоем жидкости. Краскопульты могут быть автоматическими или ручными и иметь сменные головки, позволяющие создавать различные схемы распыления.
Баллончики с одноцветной аэрозольной краской портативны и удобны в хранении.
Распыление краски сжатым воздухом восходит к его использованию на Южно-Тихоокеанской железной дороге в начале 1880-х годов. [1] В 1887 году Джозеф Бинкс, руководитель технического обслуживания оптового магазина Маршалл Филд в Чикаго , разработал метод распыления краски с ручной подачей холодной воды. машина для нанесения побелки на подвальные стены магазина. [2] [3] Фрэнсис Дэвис Миллет , директор по декорациям Всемирной Колумбийской выставки в Чикаго в 1893 году, использовал Бинкса и его систему окраски распылением для нанесения побелки , состоящей из смеси масла и свинцовых белил, на здания на выставке, принимая значительно меньше времени, чем традиционная живопись кистью и превращение его в то, что было названо Белым городом . [4] [1] [3] В 1949 году Эдвард Сеймур разработал тип окраски распылением, аэрозольную краску , которую можно было наносить через сжатый аэрозоль в баллончике.
Этот процесс происходит, когда краска наносится на объект с помощью краскопульта под давлением воздуха. Пневматический пистолет имеет сопло, резервуар для краски и воздушный компрессор. При нажатии на спусковой крючок краска смешивается с потоком сжатого воздуха и выбрасывается в виде мелкодисперсной струи. [5]
Благодаря широкому выбору форм и размеров насадок, консистенцию краски можно варьировать. Форма заготовки и желаемая консистенция и рисунок краски являются важными факторами при выборе насадки. Три наиболее распространенных насадки: полный конус, полый конус и плоская струя. [6] Существует два типа процессов распыления пневматическим пистолетом. При ручном методе управления пневматический распылитель удерживается опытным оператором на расстоянии примерно 6–10 дюймов (15–25 см) от объекта и перемещается взад и вперед по поверхности, при этом каждый ход перекрывает предыдущий, чтобы обеспечить непрерывное распыление. пальто. [7] В автоматическом процессе головка пистолета прикрепляется к монтажному блоку и подает струю краски из этого положения. Окрашиваемый объект обычно размещают на валиках или поворотном столе, чтобы обеспечить одинаковое покрытие со всех сторон.
Большой объем и низкое давление (HVLP) аналогичен обычному распылителю, использующему 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, при этом снижается избыточное распыление , расход материалов и загрязнение воздуха.
Часто требуется регулятор, чтобы можно было снизить давление воздуха от обычного компрессора для пистолета-распылителя HVLP. Альтернативно, турбинная установка (обычно содержащая двигатель типа пылесоса, установленный в обратном направлении) может использоваться для приведения в движение воздуха без необходимости подачи воздуха к компрессору.
Эмпирическое правило предполагает, что две трети покрытия размещаются на подложке, а одна треть — в воздухе. Настоящие пистолеты HVLP используют 8–20 куб. футов в минуту (13,6–34 м 3 /ч), и требуется промышленный компрессор мощностью минимум 5 лошадиных сил (3,7 кВт). Системы распыления HVLP используются в автомобильной, декоративной, морской, архитектурной промышленности , отделке мебели, живописи и косметической промышленности.
Как и HVLP, пистолеты-распылители малого объема и низкого давления (LVLP) также работают при более низком давлении (LP), но они используют малый объем (LV) воздуха по сравнению с обычным оборудованием и оборудованием HVLP. Это еще одна попытка повысить эффективность переноса (количество покрытия, попадающего на поверхность мишени) распылителей при одновременном снижении потребления сжатого воздуха.
Электростатическая живопись была впервые запатентована в США Гарольдом Рансбургом в конце 1940-х годов. Гарольд Рансбург основал Ransburg Electrostatic Equipment и обнаружил, что электростатическая окраска распылением сразу же принесла успех, поскольку производители быстро осознали, что можно добиться существенной экономии материалов. При окраске электростатическим распылением или порошковом покрытии распыленные частицы заряжаются электрически, тем самым отталкиваясь друг от друга и равномерно распределяясь при выходе из распылительного сопла. Окрашиваемый объект заряжен противоположно или заземлен. Затем краска притягивается к объекту, создавая более ровный слой, чем при окраске мокрым распылением, а также значительно увеличивает процент краски, которая прилипает к объекту. Этот метод также означает, что краска покрывает труднодоступные места. Затем все это можно запечь, чтобы краска правильно прикрепилась: порошок превращается в своего рода пластик. Панели кузова автомобиля и рамы велосипедов — два примера, где часто используется электростатическая окраска распылением.
Существует три основные технологии зарядки жидкости (жидкости или порошков):
При этом методе краска подбрасывается в воздух вращающимся металлическим диском («колокольчиком»). Металлический диск также придает электрический заряд частице покрытия. [8]
Существует множество ручных распылителей краски, которые либо смешивают краску с воздухом, либо преобразуют краску в крошечные капли и ускоряют их выход из сопла.
Нагревая насыщенную краску до 60-80°С, можно нанести более толстый слой. Первоначально краска циркулировала рециркуляционно, но, поскольку это приводило к образованию отложений, система была заменена на прямой нагрев в режиме онлайн. Горячее распыление также использовалось с безвоздушным и электростатическим безвоздушным распылением для уменьшения отскока. Двухкомпонентные материалы обычно содержат предварительное смешивание перед системами наконечников, использующими сдвоенные насосы.
В них используется давление воздуха и жидкости от 300 до 3000 фунтов на квадратный дюйм (2100–20700 кПа) для распыления покрытия. Это оборудование обеспечивает высокую передачу и повышенную скорость нанесения и чаще всего используется при нанесении плоской линии в цехах отделки.
Давление жидкости обеспечивается безвоздушным насосом, который позволяет распылять гораздо более тяжелые материалы, чем это возможно с помощью воздушного краскопульта. Сжатый воздух подается в распылитель через воздушную форсунку (иногда называемую воздушной головкой), аналогичную стандартному обычному распылителю. Добавление сжатого воздуха улучшает тонкость распыления. Кроме того, в отличие от чисто безвоздушного распылителя, пистолет АА имеет некоторый контроль над распылением веерного и круглого распыления. Некоторые электрические безвоздушные распылители (Wagner и Graco) оснащены компрессором, позволяющим использовать безвоздушный пистолет с пневматическим приводом в ситуациях, когда важна портативность.
Они работают подключенными к насосу высокого давления, который обычно использует давление от 300 до 7500 фунтов на квадратный дюйм (2100–51700 кПа) для распыления покрытия, используя наконечники разных размеров для достижения желаемого размера распыления и формы распыления. Этот тип системы используется малярами по контракту для окраски тяжелых промышленных, химических и морских покрытий и облицовок.
Преимущества безвоздушного распыления:
Большинство покрытий можно распылять с добавлением очень небольшого количества разбавителя, тем самым сокращая время высыхания и уменьшая выброс растворителя в окружающую среду.
При работе необходимо соблюдать осторожность, так как безвоздушные краскопульты могут стать причиной серьезных травм, [9] таких как травмы при инъекции, из-за выбрасывания краски из сопла под высоким давлением.
Безвоздушные насосы могут приводиться в действие различными типами двигателей: электрическими, пневматическими (пневматическими) или гидравлическими. Большинство из них имеют насос для краски (также называемый нижним), который представляет собой поршень двойного действия, в котором поршень перекачивает краску как при движении вниз, так и при движении вверх. Некоторые безвоздушные насосы имеют диафрагму вместо поршня, но оба типа имеют впускной и выпускной клапаны.
Большинство безвоздушных насосов с электрическим приводом имеют электродвигатель, соединенный через зубчатую передачу с поршневым насосом для краски. Давление достигается путем остановки и запуска двигателя с помощью датчика давления (также называемого датчиком); в более продвинутых агрегатах это осуществляется с помощью цифрового управления, при котором скорость двигателя меняется в зависимости от потребности и разницы с заданным значением давления, что обеспечивает очень хороший контроль давления. Некоторые поршневые насосы с прямым приводом приводятся в движение бензиновым двигателем с регулировкой давления через электрическую муфту. В электрических мембранных насосах двигатель приводит в движение гидравлический поршневой насос, который передает масло, вытесненное поршнем, для перемещения диафрагмы.
Гидравлические и пневматические безвоздушные насосы имеют линейные двигатели, для которых требуется гидравлический насос или воздушный компрессор, который может быть электрическим или бензиновым, хотя воздушный компрессор обычно работает на дизельном топливе для мобильного использования или электрическом для стационарных установок. Некоторые безвоздушные агрегаты имеют гидравлический насос и его двигатель, установленные на том же шасси, что и насос для краски.
Гидравлический или пневматический безвоздушный насос обеспечивает 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 движение коленчатым валом, при этом поршень постоянно меняет 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 виды красок можно красить безвоздушным методом.
Производители, массово выпускающие изделия из дерева, используют автоматизированные распылительные системы, позволяющие окрашивать материалы с очень высокой скоростью при минимальном количестве персонала. Автоматизированные системы распыления обычно включают в себя систему экономии краски, которая восстанавливает краску, не нанесенную на продукцию. Обычно системы линейного распыления предназначены для продуктов, которые лежат ровно на конвейерной ленте, а затем подаются в систему линейного распыления, над которой расположены автоматические распылители. Когда материал оказывается непосредственно под пистолетами, пистолеты начинают окрашивать материал. Материалы состоят из линейных частей, обычно шириной менее 12 дюймов (30 см), таких как оконные рамы, деревянные карнизы, плинтусы, обшивка, обшивка и любые другие материалы, простые по конструкции. Эти машины обычно используются для нанесения морилки, герметика и лака. Они могут наносить покрытия на основе воды или растворителей. В последние годы покрытия, отверждаемые ультрафиолетом, стали обычным явлением при отделке профилей, и существуют машины, особенно подходящие для этого типа покрытий.
Материал массового производства загружается на конвейерную ленту, откуда он подается в одну из этих плоских машин. Машины Flatline предназначены специально для окраски материалов толщиной менее 4 дюймов (10 см) и сложной формы, например, дверцы кухонного шкафа или передней панели ящика. Краскопульты располагаются над материалом и двигаются, чтобы поразить все канавки материала. Пистолеты можно перемещать по кругу, по кругу или вперед и назад, чтобы краска равномерно наносилась на материал. Системы Flatline, как правило, большие и могут красить двери, кухонные шкафы и другие пластиковые или деревянные изделия.
Покрасочная камера представляет собой закрытую среду с контролируемым давлением , первоначально использовавшуюся для окраски автомобилей в кузовном цехе . Его эффективная конструкция способствует эффективному нанесению краски, сводя к минимуму загрязнение и повышая качество готового продукта. [10] Чтобы обеспечить идеальные условия работы ( температура , поток воздуха и влажность ), эти помещения оснащены системой вентиляции , состоящей из механических вентиляторов с приводом от электродвигателей и, опционально, горелок для нагрева воздуха для ускорения высыхания краски. Токсичные растворители и частицы краски выбрасываются наружу, возможно, после фильтрации и очистки для уменьшения загрязнения воздуха . Предотвращение пожаров и взрывов пыли также является приоритетной задачей. Чтобы помочь удалить излишки краски из воздуха и обеспечить эффективную работу покрасочных камер с нисходящей тягой, в покрасочных камерах с промывкой водой используются химические вещества, удаляющие клейкость краски .
Художники также могут использовать покрасочные камеры, чтобы они могли эффективно и безопасно использовать аэрозольные краски (включая автомобильные покрытия). Они могут арендовать помещения и время в автомастерских или создавать свои помещения совместно со школами или творческими кооперативами .
Окраска распылением 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 канцерогенны или нейротоксичны . Существуют риски, связанные с работой с такими веществами, как краски и растворители , которые содержат соединения, потенциально вредные для здоровья или даже смертельные. [11]
Важное значение имеет соответствующее обучение персонала, ответственного за проведение процедур покраски, которое может быть проведено поставщиком профессиональной подготовки или поставщиком продукции. Существуют также опасности, связанные с утилизацией отходов и материалов, загрязненных потенциально вредными химическими веществами. Важное значение имеют процедуры обеззараживания и паспорта безопасности материалов для различных продуктов. Безопасность повышается за счет:
Одним из применений окраски распылением является граффити . Появление недорогих и портативных аэрозольных красок стало благом для этого вида искусства, который распространился по всему миру. Краска распылением 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 .
