¿Cuál es el mejor horno para el curado de un recubrimiento en polvo?

La elección del horno más adecuado para una aplicación particular depende de todo tipo de variables, entre las que hay que considerar el tamaño, forma y grosor del producto, la composición del material, la producción, el coste operativo y el tipo de recubrimiento en polvo que se utiliza.

En el curado o endurecimiento de los recubrimientos en polvo, el tiempo y las temperaturas son consideraciones críticas. Dentro de ciertos límites, un periodo a una temperatura más baja puede ser equivalente a un periodo de exposición más corto a una temperatura más alta. Sin embargo, debe hacerse hincapié en que la temperatura de curado especificada por el proveedor del recubrimiento en polvo se refiere a la temperatura del artículo en sí y no a la temperatura del aire o del panel de un emisor.

Los hornos deben estar diseñados para asegurar el uso eficiente del trabajo de producción y requerir un mantenimiento mínimo. Deben aprovechar al máximo el combustible y mantener un reciclaje eficiente del aire caliente siempre que sea posible.

La temperatura debe estar estrictamente controlada, si es posible dentro de un margen de ± 3 ºC de la temperatura de curado especificada. Debe haber sensores que indiquen la temperatura lo más cerca posible de la trayectoria de la pieza de trabajo en el horno.

Debe haber suficiente espacio disponible para la posible ampliación del horno o posibles cambios en el tipo y el flujo de las piezas se estén procesando.

Se debe tener cuidado de que las corrientes de aire dentro de un horno de convección forzada no sean tan fuertes que desprendan polvo o muevan las piezas de trabajo de modo que entren en contacto entre sí durante el curado. Las velocidades del aire aceptables son del orden de 1-2 metros por segundo.

Si el horno dispone de aberturas relativamente pequeñas, serán suficientes juntas normales de escape, pero con aberturas más grandes es aconsejable utilizar juntas con recirculación para reducir al mínimo la pérdida de calor.

Los hornos disponibles para curar recubrimientos en polvo son muy diversos, con variedad de métodos de calentamiento.

Hornos de convección

Éste es de lejos el método más popular, en el que se utilizan calentadores a gas o gasóleo para calentar el aire. Éste se hace circular a través de un espacio cerrado donde se proporciona la temperatura requerida. Las piezas recubiertas con polvo son transportadas a este espacio donde absorben el calor, alcanzan la temperatura del horno y se mantienen a esta temperatura durante el tiempo especificado.

En un horno de fuego directo, los productos de combustión del quemador se llevan directamente a la zona de mantenimiento de calor, mientras que en un horno de fuego indirecto los productos de los quemadores pasan a través de un intercambiador de calor de manera que en la zona de retención de calor sólo entra aire limpio. En este último caso, el aire caliente está libre de productos de combustión que pueden en algunos casos interferir perjudicialmente con el recubrimiento en polvo durante el ciclo de curado.

La cantidad de aire que sale de un horno de convección debe ser suficiente para mantener la atmósfera dentro del horno por debajo del límite inferior de explosión de los gases liberados en el horno.

Se debe tener cuidado, especialmente en el caso de hornos de fuego directo, en inspeccionar y limpiar periódicamente el interior del horno, ya que pueden acumularse materias extrañas en las secciones interiores del horno, que con el tiempo pueden desprenderse y adherirse a las piezas de trabajo, lo que a su vez puede producir descartes.

Hornos de infrarrojos

Básicamente, se emite energía calorífica infrarroja por un cuerpo caliente, que se transfiere en líneas rectas hasta hacer contacto con otro cuerpo, siendo absorbido el calor por este último y causando la elevación de la temperatura. La ventaja principal del calentamiento radiante es que produce un rápido aumento de la temperatura del objeto. A medida que aumenta la temperatura de la fuente de calor, también aumenta apreciablemente la proporción de calor transferido por radiación en contraposición a la convección. La cantidad de energía térmica radiada desde cualquier fuente depende de su área, su temperatura y su emisividad.

La radiación a temperatura media ofrece la fuente más eficaz de calor radiante para el curado de polvo termocurable. Por lo general, los paneles emisores son de combustión a gas, dando una temperatura de la superficie del panel de 850-950 ºC, o, alternativamente, paneles eléctricos enfundados con una temperatura superficial de 750-850 ºC. La pieza de trabajo se mantiene a aproximadamente 30 cm de la superficie del panel emisor con una distancia mínima de 15 cm.

El color del polvo es una consideración importante, ya que los colores claros pueden reflejar (según la composición del recubrimiento en polvo) proporcionalmente más radiación infrarroja y no se calientan tan rápidamente como los colores más oscuros. Esto significa que hay que evaluar todos y cada uno de los recubrimientos para determinar las condiciones óptimas de curado.

Dado que el calor radiante se transmite en líneas rectas, los artículos recubiertos de diseño complejo, o con secciones que deban ser protegidas de la fuente de radiación, no pueden ser procesados mediante este método. Lo ideal es utilizar la radiación infrarroja para piezas simples, con superficies relativamente planas.