Pelajaran 11.2MelapisiBab 11 · Pelapisan dan finishing permukaan

Powder coating

Serbuk kering bermuatan menempel pada komponen, lalu meleleh di oven

Powder coating menyemprotkan serbuk kering berwarna ke logam dan memanggangnya menjadi kulit keras yang halus. Banyak rangka sepeda, kursi taman, dan mesin cuci difinish dengan cara ini. Ia memberi lapisan yang lebih tebal dan lebih tangguh daripada cat cair, dan tidak memakai pelarut.

Foto: Hardcoreraveman, Public domain, melalui Wikimedia Commons

Powder coating · penyemprotan elektrostatik di booth, lalu curing di ovenAngka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah. Di booth serbuk masih butiran lepas; di oven ia menyatu menjadi satu film kontinu.

Cara kerjanya

Bersihkan dan pra-perlakuan. Komponen digantung pada kait dari konveyor atas dan melewati bak atau semprotan pencuci. Lapisan konversi (lapisan fosfat atau zirkonium tipis yang dibuat di bak kimia) membantu serbuk menempel dan memperlambat karat. Komponen lalu dikeringkan.
Fluidisasi dan pompa serbuk. Serbuk adalah resin, pigmen, dan pengeras yang digiling halus, kira-kira sehalus tepung. Udara yang ditiup naik melalui hopper membuatnya mengalir seperti cairan, dan pompa mengirimnya melalui selang ke senjata.
Beri muatan pada serbuk. Elektrode di ujung senjata bekerja pada tegangan tinggi, biasanya puluhan kilovolt. Ia mengisi muatan udara di sekitarnya, dan butiran serbuk mengambil muatan negatif saat lewat.
Semprotkan ke komponen yang ditanahkan. Komponen ditanahkan (dihubungkan secara listrik ke bumi) melalui kaitnya, sehingga menarik butiran bermuatan. Butiran mengikuti garis medan listrik, bahkan mengitari tepi ke bagian belakang (wrap-around), dan menempel seperti balon yang digosok menempel di dinding.
Pulihkan overspray. Butiran yang meleset ditarik ke unit pemulihan (siklon dan filter) dan dikirim kembali ke hopper. Dengan pemulihan, sering 90% atau lebih serbuk berakhir pada komponen.
Cure di oven. Pada sekitar 160–200 °C selama 10–20 menit, butiran meleleh, mengalir bersama, dan cross-link (membentuk ikatan kimia permanen, seperti lem epoksi mengeras). Komponen keluar dari oven, mendingin, dan siap ditangani.

Sebagian besar serbuk adalah termoset (plastik yang mengeras permanen saat dipanaskan): epoksi untuk part dalam ruangan, poliester untuk luar ruangan karena tahan sinar matahari. Serbuk termoplastik seperti nilon hanya meleleh lalu membeku kembali. Serbuk ini sering diaplikasikan dengan mencelupkan part panas ke dalam fluidized bed berisi serbuk.

Fakta kunci

Material: Serbuk epoksi, poliester, hibrida, poliuretan, atau nilon; diterapkan kebanyakan pada baja dan aluminium, karena komponen harus menghantarkan listrik dan tahan oven
Komponen khas: Rangka sepeda, furnitur taman, panel peralatan rumah tangga, pelek mobil, rak, kusen jendela
Ukuran komponen: Dari braket kecil hingga komponen sepanjang beberapa meter; oven menjadi batasnya
Presisi: Film biasanya setebal 50–100 µm dan kurang merata daripada cat cair; lapisan lebih tipis dari sekitar 40 µm sulit diaplikasikan
Hasil permukaan: Glossy, satin, atau doff, plus efek bertekstur dan metalik; sedikit orange peel umum terjadi
Ukuran batch yang cocok: Dari beberapa komponen di job shop hingga lini konveyor yang berjalan sepanjang hari
Biaya perkakas dan mesin: Senjata hobi dan oven kecil berharga ratusan dolar; lini otomatis dengan pra-perlakuan dan oven kira-kira ratusan ribu hingga jutaan
Kecepatan: Penyemprotan butuh detik hingga beberapa menit per komponen, curing sekitar 10–20 menit; lini konveyor menggerakkan komponen secara kontinu

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Lapisan tebal, kuat, dan tahan terkelupas hanya dalam satu kali lintasan
Tanpa pelarut dan nyaris tanpa emisi VOC (senyawa organik mudah menguap)
Overspray dapat dikumpulkan dan dipakai ulang
Melapisi tepi dan sampai ke bagian belakang part

Batasan

Membutuhkan oven, sehingga part yang peka panas seperti sebagian besar plastik dan kayu sulit dilapisi
Lapisan tipis sulit diaplikasikan dan cenderung menunjukkan efek kulit jeruk
Pergantian warna lambat, karena booth dan pistol semprot harus dibersihkan
Bagian dalam sudut yang dalam sulit terlapisi (efek sangkar Faraday: medan listrik tidak bisa menjangkau ke dalam)

Di mana dipakai

OtomotifPelek, komponen sasis, pegas, braket
Peralatan rumah tanggaPanel mesin cuci dan kulkas, rongga oven, rak mesin pencuci piring
ArsitekturKusen jendela aluminium, panel fasad, pagar tangga, pagar
FurniturKursi dan meja taman, meja kantor, rak logam
Olahraga dan rekreasiRangka sepeda, alat fitnes, peralatan taman bermain
KelistrikanPanel listrik, rumah lampu, rumah trafo

Cara mengenalinya

Lapisan tebal dan rata dengan tepi yang membulat lembut; sudut tidak pernah terlihat setajam silet.
Tekstur kulit jeruk yang tipis, atau tekstur butiran halus yang disengaja pada furnitur dan mesin luar ruangan.
Bagian kecil yang polos atau tipis di tempat part digantung pada kaitnya.
Sangat sulit terkelupas; ketika akhirnya rusak, lapisan cenderung terkelupas selembar demi selembar, bukan serpihan.

Bandingkan dengan

Pengecatan semprot11.1cat cair mengering pada suhu ruang atau panas rendah dan cocok untuk plastik dan kayu, tetapi memerlukan pelarut dan hasilnya lebih tipis.Galvanisasi celup panas11.4mencelupkan baja ke seng cair untuk perlindungan karat; serbuk sering diaplikasikan di atasnya untuk warna (sistem “dupleks”).Penyemprotan termal11.10juga menyemprotkan serbuk, tetapi melelehkannya dalam nyala api atau plasma di tengah jalan untuk membangun lapisan logam atau keramik.

Tonton

Xometry · Gagasan dasarnya: serbuk bermuatan, part ditanahkan, dipanggang di oven

AkzoNobel Powder Coatings · Dari apa serbuk dibuat, serta bagaimana diaplikasikan dan dipanggang

Testrite OEM & Testrite Aluminum · Lini konveyor sungguhan: pra-perlakuan, booth semprot, dan oven

Coating Equipment Technology, Inc · Close-up pistol tangan yang memperlihatkan serbuk menyelimuti sebuah part

Lihat foto asli

Wikipedia: Powder coating — foto penyemprotan elektrostatik dan part yang sudah dilapisi
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Powder coating adalah cat tanpa pelarut: serbuk kering bermuatan menempel pada part yang ditanahkan, lalu meleleh menjadi lapisan film di dalam oven.
Hasilnya lapisan tebal dan kuat dalam satu kali lintasan, dan serbuk yang tidak terpakai dapat digunakan ulang.
Part harus menghantarkan listrik dan tahan sekitar 200 °C, sehingga terutama untuk logam.