Chuyển đến nội dung
MecAgentMecAgent

Sơn tĩnh điện

Bột khô tích điện bám vào chi tiết, rồi chảy trong lò

Sơn tĩnh điện phun bột khô có màu lên kim loại và nướng thành lớp vỏ cứng, nhẵn. Nhiều khung xe đạp, ghế vườn và máy giặt được hoàn thiện như vậy. Nó cho lớp phủ dày hơn, dai hơn sơn lỏng, và không dùng dung môi.

Sơn tĩnh điện: ảnh thực tế
Ảnh: Hardcoreraveman, Public domain, qua Wikimedia Commons
Bột nhiễm điện bám vào chi tiết nối đất, rồi chảy thành lớp da bền trong lòNhìn ngang dây chuyền sơn tĩnh điện: phun tĩnh điện (trái), rồi đóng rắn trong lò (phải)Chi tiết đến đã được làm sạch và tiền xử lý, treo trên băng tảiBuồng phun sơnĐiện cực nạp điệnSúng phunPhễu bộtBột nhiễm điệnMóc nối đấtChi tiết kim loạiBao quanhra phía sauSơn thừa được thu hồi và dùng lạiLò đóng rắnkhoảng 160–200 °C,trong 10–20 phútBột chảy, lan ravà cứng lại thànhmàng nhẵn, daiMàng ≈ 50–100 µm123456PhôiBột và lớp phủSúng, phễu, lòNhiệtĐường sức điện trường
Sơn tĩnh điện · phun tĩnh điện trong buồng, rồi lưu hóa trong lòCác số trong vòng tròn khớp với các bước bên dưới. Trong buồng bột vẫn là hạt rời; trong lò nó hợp nhất thành một màng liên tục.

Cách hoạt động

  1. Làm sạch và tiền xử lý. Chi tiết treo trên móc từ băng tải trên cao và đi qua bể rửa hoặc tia phun. Lớp chuyển đổi (lớp phốt phát hoặc zirconi mỏng tạo trong bể hóa chất) giúp bột bám và làm chậm gỉ. Sau đó chi tiết được sấy khô.

  2. Khí hóa và bơm bột. Bột là nhựa, bột màu và chất làm cứng nghiền mịn, mịn xấp xỉ bột mì. Không khí thổi lên qua phễu làm nó chảy như chất lỏng, và bơm đưa nó qua ống đến súng.

  3. Tích điện cho bột. Một điện cực ở đầu súng chạy ở điện áp cao, thường hàng chục kilôvôn. Nó tích điện cho không khí quanh nó, và hạt bột nhận điện tích âm khi đi qua.

  4. Phun lên chi tiết nối đất. Chi tiết được nối đất (nối điện với đất) qua móc, nên nó hút các hạt tích điện. Chúng đi theo đường sức điện trường, kể cả vòng qua cạnh ra mặt sau (bọc quanh), và bám như quả bóng bay cọ xát bám vào tường.

  5. Thu hồi bột phun thừa. Hạt trượt được hút vào bộ thu hồi (xyclon và bộ lọc) và đưa lại phễu. Với thu hồi, thường 90% hoặc hơn bột đến được chi tiết.

  6. Lưu hóa trong lò. Ở khoảng 160–200 °C trong 10–20 phút, các hạt chảy, hòa vào nhau và liên kết ngang (tạo liên kết hóa học vĩnh viễn, như keo epoxy đông cứng). Chi tiết ra khỏi lò, nguội và sẵn sàng để xử lý.

Hầu hết các loại bột là nhựa nhiệt rắn (nhựa đóng rắn vĩnh viễn khi gia nhiệt): epoxy cho chi tiết trong nhà, polyester cho chi tiết ngoài trời vì chịu được ánh nắng. Bột nhựa nhiệt dẻo như nylon chỉ đơn giản là chảy ra rồi đông lại. Chúng thường được phủ bằng cách nhúng chi tiết nóng vào lớp bột sôi (fluidized bed).

Thông số chính

Vật liệu
Bột epoxy, polyester, lai, polyurethane hoặc nylon; áp dụng chủ yếu cho thép và nhôm, vì chi tiết phải dẫn điện và chịu được lò
Chi tiết thường gặp
Khung xe đạp, đồ nội thất vườn, tấm thiết bị gia dụng, mâm xe ô tô, kệ, khung cửa sổ
Kích thước chi tiết
Từ giá đỡ nhỏ đến chi tiết dài vài mét; lò quyết định giới hạn
Độ chính xác
Màng thường dày 50–100 µm và kém đều hơn sơn lỏng; lớp phủ mỏng hơn khoảng 40 µm khó thực hiện
Bề mặt hoàn thiện
Bóng, satin hoặc mờ, cộng hiệu ứng có vân và kim loại; vẻ da cam nhẹ là thường gặp
Số lượng phù hợp
Từ vài chi tiết trong xưởng gia công đến dây chuyền băng tải chạy cả ngày
Chi phí khuôn dụng cụ và máy
Súng sở thích và lò nhỏ tốn hàng trăm đô la; dây chuyền tự động với tiền xử lý và lò khoảng hàng trăm nghìn đến hàng triệu
Tốc độ
Phun mất vài giây đến vài phút mỗi chi tiết, lưu hóa khoảng 10–20 phút; dây chuyền băng tải di chuyển chi tiết liên tục

Ưu điểm và hạn chế

Ưu điểm

  • Lớp phủ dày, bền, chống bong tróc chỉ trong một lượt phun
  • Không dung môi và gần như không phát thải VOC (hợp chất hữu cơ dễ bay hơi)
  • Bột phun thừa có thể thu hồi và dùng lại
  • Bám phủ quanh các cạnh và cả mặt sau của chi tiết

Hạn chế

  • Cần lò sấy nên khó phủ các chi tiết nhạy nhiệt như hầu hết nhựa và gỗ
  • Khó phủ lớp mỏng, bề mặt dễ bị gợn như vỏ cam
  • Đổi màu chậm vì phải vệ sinh buồng phun và súng phun
  • Các góc lõm sâu khó được phủ (hiệu ứng lồng Faraday: điện trường không vào tới được)

Ứng dụng

  • Ô tôBánh xe, chi tiết khung gầm, lò xo, giá đỡ
  • Thiết bị gia dụngVỏ máy giặt và tủ lạnh, khoang lò nướng, giá máy rửa bát
  • Kiến trúcKhung cửa sổ nhôm, tấm ốp mặt dựng, lan can, hàng rào
  • Đồ nội thấtBàn ghế sân vườn, bàn làm việc, kệ kim loại
  • Thể thao và giải tríKhung xe đạp, máy tập gym, thiết bị sân chơi
  • ĐiệnTủ điện, đèn chiếu sáng, vỏ máy biến áp

Cách nhận biết

  • Lớp phủ dày, đều, cạnh bo tròn mềm mại; các góc không bao giờ sắc lẹm.
  • Bề mặt hơi gợn vỏ cam, hoặc có vân hạt mịn được tạo ra có chủ ý trên bàn ghế ngoài trời và máy móc.
  • Một điểm nhỏ trần hoặc mỏng, nơi chi tiết được treo vào móc.
  • Rất khó bị sứt; khi hỏng thì thường bong ra thành mảng chứ không vỡ vụn từng mảnh.

So sánh với

Xem video

Xometry · Ý tưởng cơ bản: bột nhiễm điện, chi tiết nối đất, sấy lò để đóng rắn

AkzoNobel Powder Coatings · Bột được làm từ gì, và được phun cùng đóng rắn như thế nào

Testrite OEM & Testrite Aluminum · Một dây chuyền băng tải thực tế: tiền xử lý, buồng phun và lò sấy

Coating Equipment Technology, Inc · Cận cảnh súng phun cầm tay với bột bám quanh chi tiết

Xem ảnh thật

Ghi nhớ

  • Sơn tĩnh điện là sơn không dung môi: bột khô nhiễm điện bám vào chi tiết nối đất, rồi chảy thành màng trong lò sấy.
  • Nó cho lớp phủ dày, bền chỉ trong một lượt phun, và bột không bám có thể dùng lại.
  • Chi tiết phải dẫn điện và chịu được khoảng 200 °C, nên chủ yếu dùng cho kim loại.

Dùng thử

Đưa AI vào công việc CAD của bạn.

Dựng chi tiết, tạo bản vẽ và tự động hóa công việc lặp lại ngay trong phần mềm CAD của bạn.