Печь полимеризации порошковой краски своими руками

Устройство

Агрегат для окрашивания с помощью краски в виде порошка состоит из двух основных узлов:

• Окрасочной камеры, в которой происходит нанесение вручную, либо с помощью специального пистолета. Он по своему устройству порошковый. Краска под давлением обволакивает окрашиваемое изделие, проникая во все неровности поверхности материала.
• Полимеризационной печи, в ней происходит нагрев и расплавление полимера на обрабатываемом изделии.

Печь и пистолет

Также вам будет необходима печь оплавления. Это сборная конструкция, состоящая из панелей (их толщина – 100 мм). Теплоизоляционный материал – базальтовое волокно. Если вы пока только пробуете себя в данном виде работ, необязательно сразу же покупать специальную печь. С этой целью вполне можно использовать обычную духовку. Однако для построения бизнеса все-таки рекомендуется приобрести профессиональное оборудование.

Технология порошковой окраски также требует наличия пистолета-пульверизатора, который позволяет использовать сжатый воздух. В качестве него можно воспользоваться и компрессором. Если вы сделали выбор в пользу последнего, то обратите внимание, что на нем обязательно должен быть установлен фильтр для высокого давления.

Принцип работы

В начале всего процесса ведется предварительная очистка и обезжиривание окрашиваемых деталей. Для механического удаления шероховатостей на изделии применяют дробеструйные и пескоструйные установки.

В качестве обезжиривающих агентов используются моющие средства с кислой или щелочной средой, а также органические растворители, вроде уайт-спирита, ацетона или иных составов. Большое количество деталей обезжиривают в специальных емкостях при температуре 40 – 60 градусов Цельсия растворами специальных моющих средств.

На окрашиваемую деталь или изделие наносится слой порошковой краски, делается это разными способами, в зависимости от типа полимеризационной установки. Далее окрашиваемое изделие перемещается в печь, в которой происходит нагревание и расплавление полимерного порошка на поверхности обрабатываемого изделия.

За счет высокой агдезии, полимер заполняет все микроскопические шероховатости на поверхности обрабатываемой детали и плотно сцепляется с ней. Далее происходит спекание, что делает его структуру прочной и однородной, происходит еще большее сцепление порошковой краски с поверхностью окрашиваемого изделия.

Сферы применения

Как видите, порошковая окраска – это довольно трудоемкая работа, требующая определенных вложений. Какие изделия ей подвергаются? Рассматриваемый способ покраски идеально подходит для обработки алюминиевых или кованых изделий, а также оцинкованных поверхностей.

Порошковые краски в наше время находят все больше «поклонников». Сейчас их применяют и в приборостроении, и в строительстве, и в автомобилестроении, а также в других сферах. С их помощью окрашивают медицинскую технику, кровельные материалы, бытовую технику, предметы из керамики, гипса и стекла, мебель. Среди автолюбителей все большую популярность обретает порошковая окраска дисков.

Преимущества и недостатки

При окраске с помощью полимерного порошка с окрашиваемой поверхностью происходит взаимодействие на молекулярном уровне, поэтому у такого способа нанесения краски целый ряд преимуществ, основными их них являются:

• Высокая устойчивость окрашиваемого изделия к механическим воздействиям, таким как удары, трещины, изгибы, сколы.
• Отсутствие коррозии на окрашенном изделии, подобное покрытие не пропускает воду, а сама деталь не подвержена ржавчине.
• Поверхности, окрашенные подобным способом, отличаются блестящим и гладким внешним видом. При использовании жидких красок, такой эффект может быть достигнут только после дополнительной полировки изделия.
• Нанесенное полимерное покрытие прослужит долгие годы, так как микроскопические частицы краски при нагревании внедряются в структуру металла на уровне молекул.
• Высокая экологичность способа подобной окраски, расход покрасочного материала мал, а также минимизировано количество отходов и их выброс в окружающую среду.

Но существует и ряд недостатков, связанных с таким способом нанесения покрытий, они носят экономический характер:

• Процесс нанесения покрытия сложен, требует должной классификации оператора, продолжительного времени на каждую операцию.
• Работы с порошковыми красками требуют наличия вспомогательного оборудования, такого, как краскопульт или электроники для печи. Если саму полимерную камеру можно изготовить самостоятельно, то их все равно придется приобретать дополнительно.
• Высокая стоимость полимерной краски порошкового типа, ее труднодоступность.
• Большая конечная цена на готовое изделие, окрашенное подобным способом.

Оборудование для порошковой покраски

Чтобы воспользоваться этим методом окрашивания, вам потребуется определенное оборудование. Среди необходимых для работы приспособлений вам понадобится:

• распылитель;
• камера для запекания краски.

При помощи распылителя будет распыляться непосредственно сам лакокрасочный материал. Этот инструмент бывает двух видов — ручной и автоматический. Камера запекания необходима для осуществления процесса полимеризации. Именно благодаря ему порошок приобретет необходимые свойства, превратившись в надежную плёнку.

Если у вас нет намерения впоследствии регулярно пользоваться технологией порошкового окрашивания, то можно не тратиться на приобретение специальной печи. Ее отлично сможет заменить обычная духовка.

Чтобы процесс покраски проходил по всем правилам, вы должны обеспечить соблюдение определенных условий:

• хорошее освещение;
• достаточная вентиляция.

Особое внимание необходимо уделить последнему пункту: не позаботившись о создании хорошей вентиляции в помещении, вы рискуете нанести серьезный вред своему здоровью. Даже если у вас нет специального помещения для проведения подобных работ, вы можете этим заниматься и в обычном гараже.

Что же касается выполнения второго условия, то обеспечить достаточное освещение для качественного проведения покраски можно при помощи обычных ламп дневного света. Если вы решите пренебречь этим требованием и станете проводить порошковую покраску без использования этих источников освещения, то краска при распылении будет оседать на горячие лампы.

Когда вы закончите работу по окрашиванию, вам придется подумать о том, как собрать остатки краски. Лучше всего с этой задачей справится пылесос циклонного типа. Ни в коем случае не используйте обычный агрегат, так как он очень быстро засорится.

Подготовка поверхности к окрашиванию

Советуем запастись терпением, когда вы начнете подготавливать металлическую поверхность к окрасочным работам. Это потребует от вас значительных временных и трудовых затрат. Но помните, что от того, как вы проведете этот важный этап, будет зависеть и конечный результат. Поэтому уделите этому особое внимание.

Во время подготовки металла к покраске вам придётся выполнить ряд этапов:

• очистить металлическую поверхность от загрязнений;
• удалить следы жира;
• обработать материал антикоррозионным составом;
• нанести фосфатирующие средства для улучшения сцепления краски.

Обработку поверхности металла можно выполнять вручную или с использованием химических средств. В первом случае вам понадобятся металлические щётки или шлифовальный диск. Дополнительно необходимо протереть металл чистой тканью, предварительно смоченной в растворителе. Второй способ предполагает использование специальных составов — кислот, щелочей и растворителей. При выборе наиболее подходящего состава исходите из типа материала, с которым вам предстоит работать и масштаба и сложности загрязнений.

Во время обработки металла не помешает нанести на него конверсионный подслой. Он защитит краску от проникновения влаги и грязи, что исключит ее отслаивание, а это позволит сохранить результат вашей работы в первозданном виде надолго. Непосредственно на конверсионный подслой можно наносить фосфатирующие средства.

В рамках подготовки поверхности к покраске необходимо не забыть выполнить такую важную процедуру, как пассивирование. Смысл ее заключается в нанесении на поверхность нитратов хрома и натрия. Благодаря этой процедуре вы защитите металл от коррозионных процессов после окрашивания.

Закончив подготовку поверхности и обработав ее необходимыми веществами, обязательно сполосните металл и высушите. После этого можно начинать саму процедуру окрашивания.

Распыление порошка

Возьмите распылитель и начинайте равномерно наносить сухую краску на подготовленную поверхность. Рекомендуется предварительно защитить рабочую зону специальной ширмой, иначе во время окрашивания краска будет разлетаться по всему помещению.

Виды

Все многообразие печей для окраски с помощью полимеризации можно разделить на несколько основных групп по разным признакам:

1. По степени механизации процесса выделяют проходные и тупиковые печи. В проходных печах заготовка помещается в один технологический вход, а выходит готовое изделие через другой. В печах тупикового типа выгрузка и загрузка изделий совершается через один и тот же проем.
2. По потребляемой энергии для функционирования печей, разделяют электрические установки и печи, работающие на углеводородном топливе (соляре, мазуте, природном газу).
3. По степени нагрева все печи для полимеризации порошковой краски делятся на индукционные, терморадиационные и конвективные. Самым распространенным вариантом является конвективный, когда нагрев заготовки происходит за счет движения потоков нагретого воздуха.
4. По ориентации рабочих камер в пространстве, разделяют печи горизонтального и вертикального типов.

Формирование покрытия

Переходим к следующему этапу работу. Краска нанесена, теперь нужно сформировать покрытие. В первую очередь изделие отправляют в печь для полимеризации. Такие камеры могут быть различными: вертикальными, горизонтальными, опять же, тупиковыми или проходными, одно- и многоходовыми.

Упомянутое оборудование для порошковой окраски обеспечивает нагрев поверхности до определенной температуры – 150-220 оС. Обработка длится около получаса, в результате чего образуется пленка. На данном этапе важно, чтобы деталь прогревалась равномерно, что возможно только при стабильности температуры в камере.

Какой выбрать режим для обработки конкретной детали, зависит от нее самой, от вида краски и оборудования. После того как полимеризация будет выполнена, изделие нужно охладить на воздухе. Все, работа выполнена.

Как правильно выбрать?

Выбирать печь для получения окрашенных поверхностей с помощью метода полимеризации следует, исходя из вида топлива, на котором она будет эксплуатироваться, предполагаемой мощности и количества окрашиваемых деталей в единицу времени.

Чтобы точно соблюдать технологические режимы, необходимо тщательно ознакомиться с технической документацией на изделие, какую температуру и какое время печь может выдавать, насколько быстро или медленно происходит та или иная стадия обработки заготовок.

Следует учитывать и финансовые возможности, а также прогнозируемый срок окупаемости нового оборудования. Оборудование и приспособления для подобного окрашивания недешевы, также как и сырье (полимерные сухие краски).

Подготовительный этап: очистка, обезжиривание

Можно сказать, что этот этап является самым трудоемким. И именно от него зависит, насколько качественным и стойким получится покрытие. В процессе подготовки поверхности необходимо удалить с нее все загрязнения, обезжирить ее.

Очистка производится посредством механического либо химического способа. Первый вариант предполагает использование стальных щеток или шлифовального диска. Можно также выполнить притирку чистой материей, предварительно смочив ее в растворителе.

Второй вариант очистки подразумевает применение щелочного, нейтрального или кислотного состава, а также растворителей. Их выбор зависит от того, насколько поверхность загрязнена, из какого материала выполнено изделие, какого оно типа и какие имеет размеры.

Производители

Основными российскими производителями подобных установок и порошковой краски являются:

• Производственная ;
• ;
• (производство порошковых красок, г. Подольск);
• ;
• НПП «Радуга»;
• ООО «Завод нестандартного оборудования» (г. Старый Оскол);
• ООО «Уфимский завод технологического оборудования».

Из зарубежных производителей печей для полимеризации порошковой краски можно отметить продукцию компаний Украины, Турции, Болгарии, Казахстана, Польши, Беларуси, Румынии.

Модели

1. Радуга-32. Это мощная конвейерная установка, размеры обрабатываемых изделий 1000х700х60 мм, при односменной работе линия способна окрашивать 30000 деталей в месяц. Цена на печи полимеризации этой марки составляет 1.35 миллиона рублей.
2. Радуга-30. Еще более мощная конвейерная установка, от 36 до 100 кВт. Ее габаритные размеры 3600х2400х2500 мм. Стоимость такого агрегата – 4.7 миллиона рублей.
3. Печь для порошковой покраски КП-150. Она предназначена для нанесения покрытий на автомобильные диски. Вмещает в свое рабочее пространство до 8 дисков диаметром 16 дюймов за 1 рабочий цикл, либо 4 диска размером до 24 дюймов. Ее цена – 130000 рублей.
4. Печь для порошковой покраски КПМ. Универсальное устройство, находящее применение во многих сферах металлообработки. В ней можно окрашивать как секции заборов, так и велосипедные рамы, баки, скамейки, радиаторы отопления и и т.д. Максимальный вес закладываемой продукции – 500 кг. Ее стоимость – 232000 рублей.
5. МАХ-ПТ-3200. Внутренний размер печи 1500х3200х1800 мм, максимальные размеры изделий, которые можно в ней обрабатывать – 1.4х3.1х 1.6 метра. Ее цена – от 310000 рублей.
6. МАХ-ПТ-2500-1. Внутренний размер печи 1400х2500х1800 мм, максимальные размеры изделий, которые можно в ней обрабатывать – 1.3х2.4х1.6 метра. Ее цена – от 270000 рублей.
7. КП-450. Она предназначена для окраски электрических шкафов, элементов ограждения, листов и прочих изделий из металла. Имеет малые габариты и хорошо подходит для тесных производственных помещений. Стоимость такого агрегата – 317000 рублей.
8. КП-040. Печь с малыми габаритами для окраски мелких деталей, рабочая температура до 160 градусов Цельсия. Ее стоимость – 67000 рублей.
9. КП-230. Аналог печи КП-150, но с увеличенными габаритными размерами, она способна обрабатывать детали с габаритами до 1.1 – 1.5 метров. Ее стоимость – 156500 рублей.
10. Печь полимеризации Актэк 3500х1500х2000. Установка с большими габаритами, выпускается как в тупиковом, так и в проходном варианте. Ее цена составляет от 350000 рублей.

Организация бизнеса

Данные работы в специализированных центрах сегодня стоят довольно дорого. Если вы хотите попробовать себя в этом деле, то при наличии финансовых средств вполне можете приступать. Конечно, линия порошковой окраски (автоматизированная система) по карману далеко не всем, но благодаря нашим рекомендациям вы сможете некоторые элементы в первое время заменить другими инструментами.

Начните с небольших изделий. Это могут быть гипсовые статуэтки, керамическая посуда и много другое. Попробуйте для начала покрасить что-то в своем доме (начните с того, что не жалко испортить). Постепенно у вас появятся необходимые навыки и сноровка, тогда вы сможете принимать заказы у знакомых. Однако большого дохода ожидать не стоит, если перебиваться только разовыми заказами от физических лиц.

Наилучший вариант развития событий предполагает наличие большого стартового капитала. В этом случае можно сразу закупить необходимое оборудование и нанять работников. Клиентов же следует искать среди предприятий, занимающихся производством изделий из металла. Только наличие таких заказчиков позволит вашему бизнесу существовать и развиваться.

Изготовление своими руками

Печь полимеризации порошковой краски своими руками изготовить достаточно просто.

Материалы и инструменты

Для самостоятельного изготовления подобного устройства будут необходимы:

• Строительный уровень;
• Сварочный аппарат;
• Углошлифовальная машина (болгарка);
• Ножницы по металлу;
• Рулетка;
• Металлический профиль;
• Листы стали;
• Электрический кабель;
• Вентилятор;
• Электронагревательные тэны;
• Блок контроля температуры;
• Утеплитель;
• Петли и защелка для загрузочного люка.

Сборка конструкции

Камера полимеризации для порошковой окраски своими руками изготавливается следующим способом:

• Из профильных труб сваривается основной каркас.
• Далее он утепляется минеральной ватой.
• В каркасе предусматривается место для загрузочного отверстия, привариваются петли будущей двери.
• Каркас обшивается металлическими листами.
• Внутри (либо сбоку) крепятся тэны, термопары и протягивается электрический кабель.
• Провода подсоединяются к блоку контроля и регулировки температуры, а он подключается к сети 220 или 380 вольт.
• Производится закрытие электрики внутри нагревательной камеры с помощью листовой стали.
• В корпусе проделывается два отверстия и подключается вентилятор, который должен быть расположен снаружи установки.
• Производится пробный пуск печки.
• Залогом успешного нанесения полимерного покрытия будет строгое соблюдение всех этапов окрашивания. В начале, нужно тщательно обезжирить заготовку. Потом следует равномерно нанести порошок на деталь с помощью специальных приспособлений.
• Далее нужно выдержать все температурные режимы, вплоть до полного остывания окрашенных деталей. И не нужно забывать о правилах техники безопасности при работе с электрическими печами, пользоваться спецодеждой, средствами защиты лица и рук.

Как красить порошковой краской

После того как все оборудование собрано, куплено и налажено, можно самостоятельно окрашивать металлические детали.

Выбор краски

Порошковые краски разделяются на две категории:

• Термопластичные. Принцип получения покрытия заключается в том, что порошок наносится на деталь, которая подвергается запеканию. Воздействие на создаваемый слой оказывает только температура. В эту группу входят составы на основе поливинилбутирала, полимеров, полиамида, полиэлифина.
• Термореактивные. Суть процесса в том, что сплавление сопровождается определенной химической реакцией. Это позволяет получить поверхность, стойкую к любым воздействиям. Варианты таких смесей: эпоксидные, полиэфирные, эпоксидно-полиэфирные, полиуретановые.

Следует учитывать, что цвет выбранной краски не подвергается колеровке.

Как термопластичные, так и термореактивные составы имеют широкую цветовую гамму

Технология окрашивания

Домашние работы требуют создания определенных условий. Все процессы распределяются по участкам, чтобы исключить нарушение технологии окраски из-за пыли и грязи.

Порядок действий:

1. Проводится обработка металла. Поверхность тщательно очищается от старого слоя. Если наблюдаются следы чернения или воронения, то покрытие необходимо полностью удалить.

   Если деталь имеет старое покрытие, то оно в обязательном порядке снимается

2. Очищенные детали обезжириваются и тщательно высушиваются. Если требуется, то проводится фосфатирование. Участки, которые не должны быть покрашены, закрываются.
3. Обработанное изделие помещается в покрасочную камеру и заземляется. Для этого его навешивают на подвесах. Зацепы не должны препятствовать равномерному распределению состава.
4. При помощи пистолета порошок напыляется на поверхность детали. Необходимо соблюдать осторожность, ведь при касании состав легко стирается. Если это произойдет, то потребуется нанести новый слой. Для этого наилучшим решением будет наличие передвижного навесного приспособления.

   Нанесение порошкового покрытия

5. После обработки изделие помещается в печь. Выбирается необходимый температурный режим, процесс нагрева длится от 10 до 30 минут. Чтобы окрасить изделие правильно, нужно соблюдать температуру для каждого слоя: если нанесена грунтовка, то это около 150–160оС, для базового покрытия – 170–180 градусов, а для основного – более 190оС. Естественно, показатели зависят от материала и размера детали.
6. После запекания изделие извлекается из печи. Для полного сцепления краски рекомендуется выждать сутки.

   Температура запекания покрытия зависит от вида состава, но в любом случае она не должна быть выше 200ºС

Естественно, что для получения оптимального результата потребуется некоторое время, чтобы правильно настроить все оборудование и разработать четкую последовательность технологического процесса. Но при соблюдении всех условий результат превзойдет все ожидания.

Подготовка поверхности

Этот этап считается самым важным. Технология порошковой покраски металлических изделий подразумевает полную очистку поверхности от ржавчины и загрязнений. При наличии даже мельчайших следов коррозии покрытие просто осыплется.

Зачищать поверхность следует наждачкой или металлической щеткой до блеска, так, чтобы не осталось не одного, даже мельчайшего ржавого пятнышка. Для удаления значительного слоя коррозии используют травление соляной или серной кислотой. Старый слой краски или чернение также полностью удаляются. Для этого используются специальная смывка.

После полной зачистки металл необходимо обезжирить растворителем. Далее для увеличения адгезии (сцепления с краской) поверхность грунтуют. Последний этап – пассивирование, то есть обработка смесью натрия и нитрата хрома для защиты от коррозии.

Рекомендации по выбору

При подборе нужной краски важно обращать внимание на скорость смены цвета. Еще важна чистка, а точнее, сам процесс. Поэтому количество фильтров напрямую связано с оттенками.

Камеры комплектуются различным оборудованием для работы. К примеру, ручной или автоматической системой для распыления. Автоматы закрепляются как неподвижно, так и на манипуляторе. Для последних возможно выбирать несколько степеней свободы.

Получается, что выбирать лучше по таким характеристикам:

• Форма и размер обрабатываемых деталей (изделий для порошковой окраски).
• Расчеты по производительности.
• Скорости смены цвета и их общее количество.
• Энергоноситель.

Только так добиваются выгоды, контролируя затраты и качество покрытий. Да, и еще: цена готовой камеры для порошковой краски напрямую зависит от комплектации и рабочей загрузки при производстве.

Существуют компании, собирающие такие покрасочные камеры по индивидуальным требованиям или предпочтениям.

Любая конструкция имеет конкретные участки для процесса окраски, а также различия по размерам и цене. Если рассмотреть размеры, то здесь важны не габариты, а рабочие объемы камер. Поэтому для конкретных нужд можно заранее выбирать нужный объем. То есть при выборе обязательно ориентируются на рабочие и производственные моменты, на детали, что будут обрабатываться.

Полностью автоматическая линия

Основные этапы окрашивания

Опишем подробно технологию нанесения порошковой краски на металл:

1. Печь следует установить в помещении, имеющем принудительную вытяжку. Все работы проводятся в защитном костюме, марлевой повязке или респираторе и очках.
2. Для освещения понадобятся лампы дневного света. Использовать обычные лампочки не следует – мельчайшие частицы порошка будут к ним притягиваться.
3. Покрытые сухой краской изделия помещаются на полчаса в печь. Крепить их следует на раме, имеющей заземление.
4. Добиться равномерного прогрева разного вида деталей в домашних условиях непросто. Для получения монолитной и прочной полимерной пленки температуру каждый раз придется подбирать опытным путем.
5. Для каждого вида краски существуют особые рекомендации, описанные в инструкции производителя, в том числе и точное время полимеризации. Его следует неукоснительно соблюдать.
6. Основные сложности возникают при окрашивании деталей разных размеров. Для каждой из них может понадобиться отдельная печь.
7. Никакой дополнительной обработки не требуется. После остывания и отверждения в течение суток окраска считается оконченной. Сушка производится обычным способом на открытом воздухе.
8. Для окрашивания крупногабаритных изделий можно использовать пистолет с пропановой горелкой. Сухой порошок, проходя через нее, сразу же расплавляется и подается в полужидком состоянии. Сама окрашиваемая деталь при этом не нагревается.

Таким образом, нанесение порошковой краски на металл даже в домашних условиях вполне реально. Подобным методом можно обрабатывать не только железо, но и закаленное стекло, способное выдержать температуру 150-200°С.