الدرس 11.2الطلاءالفصل 11 · الطلاءات وتشطيب الأسطح

الطلاء بالمسحوق

مسحوق جاف مشحون يلتصق بالقطعة، ثم يذوب في فرن

يرش الطلاء المسحوقي مسحوقًا جافًا ملونًا على المعدن ويخبزه في جلد صلب أملس. وتُنهى هكذا هياكل دراجات كثيرة وكراسي الحدائق وغسالات الملابس. يعطي طلاءً أسمك وأمتن من الطلاء السائل، ولا يستخدم مذيبات.

الصورة: Hardcoreraveman, Public domain, عبر Wikimedia Commons

الطلاء المسحوقي · رش كهروستاتيكي في الكابينة، ثم معالجة في الفرنتطابق الأرقام المحاطة بدوائر الخطوات أدناه. في الكابينة يبقى المسحوق حبيبات سائبة؛ وفي الفرن يلتحم في غشاء مستمر واحد.

كيف تعمل

نظّف وعالِج مسبقًا. تتدلّى القطع على خطاطيف من ناقل علوي وتمر عبر أحواض غسل أو رشاشات. وتساعد طبقة التحويل (طبقة رقيقة من الفوسفات أو الزركونيوم تُصنع في حمام كيميائي) المسحوق على الالتصاق وتبطّئ الصدأ. ثم تُجفَّف القطع.
ميِّع المسحوق وضخّه. المسحوق راتنج وصباغ ومصلّب مطحونة ناعمًا، بنعومة الدقيق تقريبًا. يجعله الهواء المنفوخ من أسفل القادوس ينساب كالسائل، وترسله مضخة عبر خرطوم إلى المسدس.
اشحن المسحوق. قطب عند رأس المسدس يعمل بجهد عالٍ، عادةً عشرات الكيلوفولتات. يشحن الهواء حوله، وتكتسب حبيبات المسحوق شحنة سالبة وهي تمرّ.
ارشّ على القطعة المؤرَّضة. القطعة مؤرَّضة (موصولة كهربائيًا بالأرض) عبر خطّافها، فتجذب الحبيبات المشحونة. تتبع الحبيبات خطوط المجال الكهربائي، حتى حول الحواف إلى الخلف (الالتفاف)، وتلتصق كما يلتصق بالون مدلوك بالجدار.
استرجع الرذاذ الزائد. تُسحب الحبيبات التي أخطأت إلى وحدة استرجاع (إعصار ومرشحات) وتعود إلى القادوس. وبالاسترجاع، يصل غالبًا 90% أو أكثر من المسحوق إلى القطع.
عالِج في الفرن. عند نحو 160–200 °C لمدة 10–20 دقيقة، تذوب الحبيبات وتنساب معًا وتتشابك روابطها (تكوّن روابط كيميائية دائمة، كتصلّب غراء الإيبوكسي). تخرج القطعة من الفرن وتبرد وتصير جاهزة للتداول.

معظم المساحيق من اللدائن الحرارية الصلبة (بلاستيك يتصلّب دائمًا عند التسخين): الإيبوكسي للقطع الداخلية، والبوليستر للخارجية لأنه يقاوم ضوء الشمس. أما المساحيق من اللدائن الحرارية اللينة كالنايلون فتذوب وتتجمّد ببساطة. وغالبًا تُطبَّق بغمس قطعة ساخنة في سرير مميَّع من المسحوق.

حقائق أساسية

المواد: مساحيق الإيبوكسي والبوليستر والهجينة والبولي يوريثان أو النايلون؛ وتُطبَّق غالبًا على الفولاذ والألومنيوم، لأن القطعة يجب أن توصل الكهرباء وتتحمل الفرن
القطع النموذجية: هياكل الدراجات، وأثاث الحدائق، وألواح الأجهزة المنزلية، وعجلات السيارات، والرفوف، وإطارات النوافذ
حجم القطعة: من حوامل صغيرة إلى قطع بطول عدة أمتار؛ والفرن يحدد الحد
الدقة: غشاء بسمك 50–100 µm عادةً وأقل انتظامًا من الطلاء السائل؛ والطلاءات الأرق من نحو 40 µm يصعب تطبيقها
تشطيب السطح: لامع أو ساتاني أو مطفأ، مع تأثيرات ملمسية ومعدنية؛ وقشرة برتقال خفيفة شائعة
حجم الدفعة المناسب: من قطع قليلة في ورشة أعمال حسب الطلب إلى خطوط ناقلة تعمل طوال اليوم
كلفة العدّة والآلة: مسدس هواة وفرن صغير يكلّفان مئات الدولارات؛ وخط آلي بمعالجة مسبقة وفرن نحو مئات الآلاف إلى ملايين
السرعة: يستغرق الرش من ثوانٍ إلى بضع دقائق للقطعة، والمعالجة نحو 10–20 دقيقة؛ وتحرك الخطوط الناقلة القطع باستمرار

نقاط القوة والحدود

نقاط القوة

طلاء سميك متين مقاوم للتشظي في مرور واحد
بلا مذيبات وتقريبًا بلا انبعاثات VOC (مركبات عضوية متطايرة)
يمكن جمع الرذاذ الزائد وإعادة استخدامه
يلتف حول الحواف وإلى ظهر القطع

الحدود

يحتاج إلى فرن، فيصعب طلاء القطع الحساسة للحرارة مثل معظم البلاستيك والخشب
الطلاءات الرقيقة يصعب تطبيقها وتميل إلى إظهار قشرة البرتقال
تغيير الألوان بطيء، لأن الكابينة والمسدسات تحتاج إلى تنظيف
الزوايا الداخلية العميقة تقاوم الطلاء (تأثير قفص فاراداي: المجال الكهربائي لا يصل إلى الداخل)

أين تُستخدم

السياراتالعجلات، وأجزاء الشاسيه، والنوابض، والحوامل
الأجهزة المنزليةألواح الغسالات والثلاجات، وتجاويف الأفران، وأرفف غسالات الصحون
العمارةإطارات نوافذ الألومنيوم، وألواح الواجهات، والدرابزينات، والأسوار
الأثاثكراسي وطاولات الحدائق، ومكاتب العمل، والرفوف المعدنية
الرياضة والترفيههياكل الدراجات، وأجهزة الصالات الرياضية، ومعدات الملاعب
الكهرباءالخزانات الكهربائية، وتجهيزات الإنارة، وأغلفة المحوّلات

كيف تتعرف عليها

طلاء سميك منتظم بحواف مستديرة بنعومة؛ ولا تبدو الزوايا حادة كالشفرة أبدًا.
ملمس خفيف يشبه قشرة البرتقال، أو ملمس حبيبي دقيق مقصود على أثاث الحدائق والآلات.
بقعة صغيرة عارية أو رقيقة حيث تدلّت القطعة من خطّافها.
يصعب تشظّيه جدًا؛ وحين يفشل يميل إلى التقشّر في صفائح بدل أن يتفتّت.

قارنها بـ

الطلاء بالرش11.1طلاء سائل يجفّ عند حرارة الغرفة أو حرارة منخفضة ويناسب البلاستيك والخشب، لكنه يحتاج إلى مذيبات ويعطي طبقات أرق.الجلفنة بالغمس الساخن11.4يغمس الفولاذ في زنك منصهر للحماية من الصدأ؛ وغالبًا يُطبَّق المسحوق فوقه للون (نظام «مزدوج»).الرش الحراري11.10يرش مسحوقًا أيضًا، لكنه يصهره في لهب أو بلازما في الطريق لبناء طلاءات معدنية أو سيراميكية.

شاهدها

Xometry · الفكرة الأساسية: مسحوق مشحون، وقطعة مؤرَّضة، ومعالجة في فرن

AkzoNobel Powder Coatings · مما يتكوّن المسحوق، وكيف يُطبَّق ويُعالَج

Testrite OEM & Testrite Aluminum · خط ناقل حقيقي: معالجة مسبقة، وكابينة رش، وفرن

Coating Equipment Technology, Inc · لقطة قريبة لمسدس يدوي يُظهر المسحوق يلتف حول قطعة

شاهد صورًا حقيقية

ويكيبيديا: Powder coating — صور للرش الكهروستاتيكي والقطع المطلية
البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز

تذكّر

الطلاء المسحوقي طلاء بلا مذيب: مسحوق جاف مشحون يلتصق بقطعة مؤرَّضة، ثم يذوب في غشاء داخل فرن.
يعطي طلاءً سميكًا متينًا في مرور واحد، ويمكن إعادة استخدام المسحوق غير المستخدم.
يجب أن توصل القطعة الكهرباء وتتحمل نحو 200 °C، لذا هو للمعادن أساسًا.