Técnica de pulverización electrostática

Pulverización electrostática

El polvo está generalmente contenido en una tolva adyacente a la cabina de aplicación. A continuación, pasa a través de la pistola de pulverización electrostática, que carga las partículas en su emisión, haciendo que se depositen sobre la pieza de trabajo conectada a tierra. La posterior fusión y el curado se llevan a cabo en un horno. El polvo no depositado sobre la pieza de trabajo se recoge y se reutiliza.

Alimentación del recubrimiento en polvo

Existen tres técnicas para el suministro del polvo desde la tolva de almacenamiento de polvo a la pistola de pulverización, todo ello utilizando aire como medio portador.

El principio básico es que el suministro de polvo debe ser controlado de modo que fluya a la pistola a un ritmo constante, sin picos ni pulsaciones. Controlar el volumen de polvo y el aire de forma independiente normalmente asegura el suministro de la proporción adecuada. La alimentación de polvo debe estar diseñada de modo que la presión de descarga y la velocidad de alimentación a la pistola electrostática se mantengan, incluso a cierta distancia de la pistola.

La mayoría de las tolvas son similares en diseño – con forma cónica en la base. La zona de salida de polvo varía en diámetro según el método utilizado para la circulación del polvo.

En el sistema de alimentación de tornillo sin fin, el polvo es alimentado por el tornillo de la tolva a una corriente de aire, donde es recogido y suministrado a la pistola. Este método de suministro puede ajustarse con precisión para dar un flujo constante y reproducible de polvo. Esta técnica supera el hinchado inicial que se puede experimentar con otras formas de alimentación de polvo desde la pistola de pulverización cuando se reanuda la alimentación tras un periodo de inactividad.

El venturi sólo se activa, como en los otros métodos, cuando se acciona el gatillo. Además, una válvula adicional de control de aire sirve para hacer vibrar la tolva de polvo a fin de eliminar cualquier tendencia del polvo a formar un puente en el centro, lo que haría que el flujo de polvo en el venturi fuera insuficiente o se detuviera por completo. Un método alternativo es el uso de un dispositivo giratorio para eliminar la formación de puentes.

En la tercera técnica, el polvo contenido en una tolva de fondo plano puede ser fluidificado y suministrado a la pistola mediante la utilización de un vacío creado por un inyector de estrangulador variable.

Es ventajoso que las conexiones de la línea de alimentación de polvo, es decir. en la tolva y en la pistola, sean de conexión rápida ya que esto facilita una limpieza más rápida de la línea y el cambio de un color a otro.

Suministro del alto voltaje

El generador de alto voltaje, por lo general con una capacidad para suministrar voltajes variables entre 30 y 100kV, está generalmente situado en estrecha proximidad a la tolva de alimentación de polvo y el equipo de pulverización. El mango de la pistola debe tener una superficie total de al menos 20 cm2 de metal o un material de baja resistividad que esté conectado al terminal de tierra. El cable de alta tensión debe incluir una pantalla metálica conectada a tierra protegida por una funda aislante. En la mayoría de los casos, las líneas de alimentación, la alimentación de polvo y las líneas de aire están contenidas dentro de la misma cubierta protectora exterior.

Algunos generadores están diseñados para proporcionar salidas negativas o positivas. Todos los generadores deben incorporar un ajuste de sobrecarga por si hay mal funcionamiento del alto voltaje. En caso de producirse un cortocircuito en el sistema, el generador de alto voltaje deberá desconectarse de inmediato y, además, deberá haber una determinada alarma visual o sonora que indique problemas.

Pistola de pulverización

Los fabricantes de pistolas ofrecen normalmente una gama de pistolas, tanto manuales como automáticas. El paso interno de la alimentación de polvo de la pistola debe ser tan directo y uniforme como sea posible. Cualquier irregularidad o curva en el paso podría causar acumulación de polvo y bloqueo, lo que podría el “chisporroteo” del polvo al ser emitido.

Por lo general, los patrones de pulverización de polvo pueden ajustarse mediante difusores para dar una forma de abanico amplio, de cono, o de varilla fina. La anchura y el diámetro del abanico de polvo puede ajustarse para adaptarla a la pieza de trabajo.

Ventajas

1. Permite recubrir artículos con formas complicadas.

2. Se puede lograr un espesor de película de 35 a 125μ en una aplicación.

3. Puede utilizarse funcionamiento automático para altas velocidades de producción.

4. Pueden introducirse cambios de color.

5. No se requiere precalentamiento de las piezas de trabajo.

6. Pueden recubrirse sustratos delgados (ej. láminas de metal).

Desventajas

1. El coste del equipo de aplicación es mayor que con lecho fluidizado.

2. La velocidad de recubrimiento es más lenta que con pintura húmeda.

Una línea típica de recubrimiento electrostático estaría integrada por:

•   Una tolva de polvo.

•   Una fuente de aire comprimido con humedad controlada para transportar el polvo desde la tolva a la pistola.

•   Un generador de alto voltaje (normalmente 30-100kV).

•   Las pistolas de aplicación del polvo, que pueden ser:

                   • manuales

                   • automáticas, ya sean estáticas, de vaivén u oscilantes.

•   Una cabina especialmente diseñada, para permitir que todo el exceso de polvo sea eliminado continuamente por una corriente de aire a la unidad de recuperación.

•   La unidad de recuperación puede consistir en:

                   • una unidad de ciclón

                   • filtros de bolsa o de marco

                   • o una combinación de ambos.

•   Una válvula rotatoria y unidad de tamizado para eliminar los contaminantes procedentes del polvo recuperado antes de devolverlo a la tolva.

•   Un transportador con conexión eléctrica a tierra.

•   Un horno de curado, que normalmente opera a 160-200 ºC.

Hay una serie de diseños de difusor disponibles, que pueden ser en forma de cono, ya sea cóncavo o convexo, y con ranuras individuales o múltiples. Los difusores también pueden estar equipados con una tolva de aire para controlar y dirigir el polvo cargado a las piezas de trabajo.

La mayoría de las pistolas están diseñadas para permitir una alta velocidad de suministro de polvo. Sin embargo, cuanto mayor es la velocidad de pulverización de polvo menor será la eficacia de deposición y mayor la cantidad de recubrimiento polvo a recoger.

Las pistolas de pulverización de polvo por lo general pueden ajustarse para proporcionar una descarga de polvo adaptada a las circunstancias particulares. En el extremo inferior de la velocidad de descarga, el flujo de polvo puede ser de 100-200g/min (aproximadamente 6-12kg/h), y en el extremo superior, a una velocidad de 500-600g/min (aproximadamente 30-36kg/h). A 14kg/h, suponiendo un 60% de eficacia de deposición del polvo expulsado de la pistola, a una acumulación de película de 50μ, es posible recubrir una superficie de 1,74m2 por minuto.

En una planta automática las pistolas pueden estar:

•   Colocadas en posiciones fijas, pero ser individualmente ajustables para dirigir el polvo directamente a la pieza de trabajo.

•   Montadas en mecanismos de vaivén que pueden estar en uno o ambos lados de la cabina de pulverización y pueden contener uno o más pistolas en cada mecanismo.

•   En posición pivotante para recorrer continuamente un arco (pistolas oscilantes).

El recubrimiento manual se recomienda cuando:

•   Las piezas de trabajo son de forma compleja.

•   Las piezas tienen zonas semicerradas.

•   Las piezas tienen una relación anchura/profundidad desfavorable

•   La superficie total a recubrir es tan pequeña que un operador de pulverización puede encargarse adecuadamente.

El recubrimiento automático se recomienda cuando:

•   Las piezas de trabajo tienen superficies relativamente simples y planas.

•   La superficie total a recubrir en un determinado tiempo es grande.

En algunas plantas automáticas de pulverización electrostática de polvo se aplican los mismos principios básicos indicados anteriormente. Sin embargo, la(s) pistola(s) están posicionadas para moverse sobre la pieza de trabajo en una trayectoria predeterminada y se detienen y ponen en marcha automáticamente según convenga. La velocidad de movimiento o de vaivén debe ser lo más lenta posible, probablemente entre 20 y 35m/minuto y en consonancia con las demás condiciones aplicables. En general se recomienda que, en una línea automática, haya disponible una pistola de retoque manual. Ésta puede utilizarse para recubrir las zonas difíciles de pulverizar, por ejemplo zonas rebajadas, antes del recubrimiento automático. Es aconsejable incorporar más pistolas para poder trabajar a un rendimiento reducido, lo que mejora la eficiencia de transferencia y proporciona mayor flexibilidad en el ajuste de la pistola en la variedad de piezas de trabajo que pueden recubrirse.