Lección 11.2RecubrirCapítulo 11 · Recubrimientos y acabado superficial

Pintura en polvo

Polvo seco cargado se adhiere a la pieza y luego se funde en un horno

El pintado en polvo proyecta un polvo seco de color sobre el metal y lo hornea hasta formar una piel dura y lisa. Muchos cuadros de bicicleta, sillas de jardín y lavadoras se terminan así. Da un recubrimiento más grueso y tenaz que la pintura líquida, y no usa disolventes.

Foto: Hardcoreraveman, Public domain, vía Wikimedia Commons

Pintado en polvo · pulverización electrostática en la cabina, y luego curado en el hornoLos números en círculo corresponden a los pasos de abajo. En la cabina el polvo son aún granos sueltos; en el horno se funde en una película continua.

Cómo funciona

Limpia y pretrata. Las piezas cuelgan de ganchos de un transportador aéreo y pasan por tanques o pulverizadores de lavado. Una capa de conversión (una fina capa de fosfato o circonio hecha en un baño químico) ayuda a que el polvo se adhiera y frena el óxido. Después las piezas se secan.
Fluidifica y bombea el polvo. El polvo es resina, pigmento y endurecedor finamente molidos, más o menos tan fino como la harina. El aire soplado hacia arriba por la tolva lo hace fluir como un líquido, y una bomba lo envía por una manguera hasta la pistola.
Carga el polvo. Un electrodo en la punta de la pistola funciona a alta tensión, normalmente decenas de kilovoltios. Carga el aire a su alrededor, y los granos de polvo adquieren una carga negativa al pasar.
Pulveriza sobre la pieza conectada a tierra. La pieza está conectada a tierra (conectada eléctricamente al suelo) a través de su gancho, así que atrae los granos cargados. Estos siguen las líneas del campo eléctrico, incluso rodeando los bordes hasta la parte trasera (efecto envolvente), y se adhieren como un globo frotado se pega a una pared.
Recupera el exceso de pulverización. Los granos que fallan son aspirados a una unidad de recuperación (un ciclón y filtros) y devueltos a la tolva. Con recuperación, a menudo el 90 % o más del polvo acaba en las piezas.
Cura en el horno. A unos 160–200 °C durante 10–20 minutos, los granos se funden, fluyen juntos y se reticulan (forman enlaces químicos permanentes, como cuando fragua un pegamento epoxi). La pieza sale del horno, se enfría y está lista para manipularse.

La mayoría de los polvos son termoestables (plásticos que endurecen de forma permanente al calentarse): epoxi para piezas de interior y poliéster para las de exterior, porque resiste la luz solar. Los polvos termoplásticos, como el nailon, simplemente se funden y vuelven a solidificarse. Suelen aplicarse sumergiendo una pieza caliente en un lecho fluidizado de polvo.

Datos clave

Materiales: Polvos epoxi, poliéster, híbridos, poliuretano o nailon; aplicados sobre todo a acero y aluminio, ya que la pieza debe conducir la electricidad y soportar el horno
Piezas típicas: Cuadros de bicicleta, muebles de jardín, paneles de electrodomésticos, llantas de coche, estanterías, marcos de ventana
Tamaño de pieza: Desde pequeños soportes hasta piezas de varios metros de largo; el horno fija el límite
Precisión: Película normalmente de 50–100 µm de espesor y menos uniforme que la pintura líquida; los recubrimientos de menos de unas 40 µm son difíciles de aplicar
Acabado superficial: Brillante, satinado o mate, además de efectos texturizados y metálicos; es habitual una ligera piel de naranja
Tamaño de lote adecuado: Desde unas pocas piezas en un taller de encargo hasta líneas con transportador que funcionan todo el día
Coste de utillaje y máquina: Una pistola de aficionado y un horno pequeño cuestan cientos de dólares; una línea automatizada con pretratamiento y horno cuesta aproximadamente de cientos de miles a millones
Velocidad: El pulverizado lleva de segundos a unos pocos minutos por pieza, el curado unos 10–20 minutos; las líneas con transportador mueven las piezas de forma continua

Ventajas y límites

Ventajas

Recubrimiento grueso, tenaz y resistente a los desconchones en una sola pasada
Sin disolventes y con casi nada de emisiones de COV (compuestos orgánicos volátiles)
El exceso de pulverización se puede recoger y reutilizar
Envuelve los bordes y llega a la parte trasera de las piezas

Límites

Necesita horno, así que las piezas sensibles al calor, como la mayoría de los plásticos y la madera, son difíciles de recubrir
Es difícil aplicar capas finas, y tienden a quedar con piel de naranja
Los cambios de color son lentos, porque hay que limpiar la cabina y las pistolas
El fondo de las esquinas interiores se resiste al recubrimiento (efecto jaula de Faraday: el campo eléctrico no llega hasta allí)

Dónde se usa

AutomociónLlantas, piezas de chasis, muelles, soportes
ElectrodomésticosPaneles de lavadoras y frigoríficos, cavidades de hornos, cestos de lavavajillas
ArquitecturaMarcos de ventanas de aluminio, paneles de fachada, barandillas, vallas
MobiliarioSillas y mesas de jardín, escritorios de oficina, estanterías metálicas
Deporte y ocioCuadros de bicicleta, máquinas de gimnasio, juegos infantiles
EléctricoArmarios eléctricos, luminarias, carcasas de transformadores

Cómo reconocerlo

Una capa gruesa y uniforme con bordes suavemente redondeados; las esquinas nunca quedan afiladas como una cuchilla.
Una ligera textura de piel de naranja, o una textura de grano fino deliberada en mobiliario de exterior y en máquinas.
Un pequeño punto sin recubrir o con poca capa, donde la pieza colgaba del gancho.
Es muy difícil de desconchar; cuando falla, tiende a desprenderse en láminas en lugar de saltar en escamas.

Compáralo con

Pintura a pistola11.1la pintura líquida se seca a temperatura ambiente o con poco calor y sirve para plásticos y madera, pero requiere disolventes y da capas más finas.Galvanizado en caliente11.4sumerge el acero en zinc fundido para protegerlo de la oxidación; a menudo se aplica pintura en polvo encima para dar color (un sistema “dúplex”).Proyección térmica11.10también proyecta polvo, pero lo funde en una llama o un plasma durante el trayecto para formar recubrimientos metálicos o cerámicos.

Míralo

Xometry · La idea básica: polvo cargado, pieza a tierra, curado en horno

AkzoNobel Powder Coatings · De qué está hecho el polvo y cómo se aplica y se cura

Testrite OEM & Testrite Aluminum · Una línea real con transportador: pretratamiento, cabina de pulverización y horno

Coating Equipment Technology, Inc · Primer plano de una pistola manual con el polvo envolviendo una pieza

Ver fotos reales

Wikipedia: Recubrimiento en polvo — fotos de la pulverización electrostática y de piezas recubiertas
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

El recubrimiento en polvo es pintura sin disolvente: el polvo seco cargado se adhiere a una pieza conectada a tierra y después se funde en un horno hasta formar una película.
Da una capa gruesa y tenaz en una sola pasada, y el polvo sobrante se puede reutilizar.
La pieza debe conducir la electricidad y soportar unos 200 °C, así que se usa sobre todo en metal.