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Recubrimiento
Electrostático con Pintura en Polvo
 La idea del recubrimiento
electrostático con pintura en polvo se basa en el
hecho de que las piezas con cargas eléctricas
antagónicas se atraen. De ahí que para este
proceso son aptos la mayoría de los cuerpos
sólidos conductores y/o termoestables. Ante todo
metálicos como máquinas y aparatos
electrodomésticos; muebles de oficina; muebles
para jardínes; accesorios para automóviles;
robinetería; manipulados de alambres;perfiles y
elementos de fachadas, entre otros.
Equipos electrostáticos
En el recubrimiento
electrostático con pintura en polvo se emplean
principalmente los sistemas con cargas
electrocinética y por ionización. La
compatibilidad de ambas clases de carga es
sumamente importante para el diseño flexible de
la instalación, para que con ambas puedan
utilizarse los mismos mandos.
1.
Carga por ionización
El aire de transporte aspira el
polvo agitado o fluidizado del depósito de
reserva y lo transporta como mezcla de aire/polvo
por la manguera y la pistola. Los portadores de
carga, generados por el electrodo emisor de
efluvios mediante la ionización por choque,
proporcionan allí la carga electrostática del
polvo, adheriéndose a su superficie. Los iones
libres así formados fluyen hacia el
contraelectrodo conectado a tierra. El polvo
cargado de este modo se pulveriza y queda adherido
a la pieza. Bajo este aspecto es digno de
atención que, en caso de polaridad negativa, la
intensidad de la corriente de pulverización es
casi el doble que con la polaridad positiva.
La tensión de la red del
aparato de mando se transforma en baja tensión
con alta frecuencia. Una cascada (2) y un
transformador de alta tensión (1) la convierten
en alta tensión, de hasta 70 kV (según la
longitud) o incluso hasta más de 100 kV, que se
instala en el electrodo (3). En la línea de
alimentación del aparato de mando hacia la
pistola hay, así pues, una baja tensión
completamente anodina.
2.
Carga por fricción
En lugar de los electrodos
emisores de efluvios y las cascadas, la pistola
para carga electrostática por fricción (Tribo)
hace uso de otra técnica muy popular, que permite
transformar cada vez más calidades de polvo. Un
hecho significativo es que, con este procedimiento
no se forma ningún campo eléctrico entre la
pistola y la pieza a pintar. De este modo, la
penetración del polvo en los huecos y cavidades
de las piezas es eficaz y garantiza un
recubrimiento óptimo. Es por este motivo que la
tribotécnica se aplica, sobre todo donde se
recubren mediante polvo apto para tribo objetos
con compleja geometría superficial. Tales como
los que hoy produce cualquier prestigioso
fabricante de polvos.
Sólo los más modernos
aparatos, que funcionan según este principio;
aseguran que no puedan formarse sintetizados, ni
en las paredes de la pistola ni en las boquillas
como las placas de rebotamiento o las toberas para
chorro plano. Un control de carga continuo forma
también parte de la aplicabilidad industrial, que
permita primero una aplicación reproducible de
esta tecnología todavía nueva. Otra exigencia
importante a los fabricantes del equipo tiene que
ser la compatibilidad y la intercambiabilidad con
la carga en cascada.
Tipos de equipo
En sus ejecuciones
estandarizadas los equipos electrostáticos
contienen siempre el cárter de mando, el
depósito de polvo y las pistolas. Se distingue
entre los mandos para una, dos o varias pistolas.
Sus tipos pueden subdividirse en pistolas de alta
tensión o en cascada y tribopistolas o con carga
por fricción. Todas pueden equiparse, según su
aplicación, con un sinnúmero de boquillas
diferentes. En caso de los depósitos de polvo
existe fundamentalmente la elección entre los
fluidizados o tales con un agitador. Igualmente,
el tonel del fabricante puede también ser
empleado como depósito de polvo lo que es
especialmente adecuado para el cambio rápido y
frecuente de colores.
Equipos para el
recubrimiento manual
 Los potentes equipos para el
recubrimiento manual son extraordinariamente
apropiados para las pequeñas o medias
producciones en serie. Su limpieza siempre
debería ser fácil, pues así se presentan
frecuentes cambios de color.
Equipos para el
recubrimiento automático
Los equipos electrostáticos de
alta producción para el recubrimiento automático
tienen que cumplir con las exigencias de la
producción en series de gran escala. Los sistemas
de montaje por unidades normalizadas, que permiten
a toda empresa una solución a medida con
elementos standard, están predestinados para
tales tareas.
CIRCULACIÓN DEL POLVO
Aunque las partículas de polvo
hayan sido cargadas mediante una aplicación tan
correcta, muchas de ellas pasan volando por la
pieza tratada. Es por eso que el recubrimiento
electrostático con pintura en polvo es tan
rentable, ya que este overspray puede ser
recuperado y reutilizado. Los tres principios
básicos más confirmados serán presentados en
breve a continuación. En todos los casos la pieza
a pintar se recubre en una cabina en la que,
aspirando, se genera una ligera y permanente
sobrepresión. La formación de la corriente de
entrada del aire impide que el overspray salga de
la cabina.
1. Cabina tipo ciclón
El polvo no adherido a la pieza
tratada llega por una tubería (2) al ciclón (3),
que lo separa del aire a través de un dispositivo
de aspiración, dispuesto generalmente en la zona
inferior de la cabina. Para garantizar el
funcionamiento impecable del ciclón, la velocidad
de circulación en la tubuladura de entrada ha de
ser de 20 m/s aprox. La cribadora (4) limpia el
polvo recuperado y lo recoge a continuación en el
depósito de polvo (5) para su reutilización. El
filtro final (6) aspira el polvo no separado por
el ciclón y lo acumula en su depósito colector
limpiándolo. El aire purificado de la cabina se
lleva después a la sala de trabajo mediante el
soplador (7) y, eventualmente por medio de un
amortiguador de sonidos y un filtro absoluto. Al
funcionar la instalación sin recuperación
automática, un depósito colector simple debajo
del ciclón reemplaza la cribadora y el depósito
con agitador o de fluido.
2. Instalaciones de cintas
filtrantes
Las instalaciones de cintas
filtrantes contienen dos circuitos del sistema
neumático totalmente separados. El circuito
grande está destinado al aire de salida de la
cabina, generado por el ventilador de presión
media (9). El circuito pequeño para la
recuperación de polvo se forma por el soplador
del canal de derivación. El polvo no adherido a
la pieza tratada sigue la corriente de aire al
fondo de la cabina y una cinta filtrante con
circulación continua - que separa el polvo del
aire – lo transporta a la tobera de aspiración
(2), ubicada fuera de la zona de aspiración, que
efectúa una limpieza continua sobre todo el ancho
de la cinta.
En el caso de servicio unicolor
mediante el filtro separador (3) o del servicio
multicolor por medio del miniciclón (10), el
polvo llega a la cribadora (5) - a través de la
unidad de descarga (4) - donde es cribado
continuamente dentro del depósito de polvo y
allí está listo para su reutilización. Si en el
servicio multicolor no se recupera más de 120
kg/h, se suprime la disposición de lacribadora y
en su lugar se conecta la turbo criba (11) en la
corriente de polvo delante del miniciclón.
El aire de transporte,
purificado mediante el filtro separador, retorna a
la sala de trabajo a través del soplador del
canal de derivación y el amortiguador de sonidos.
Lo mismo vale para la corriente de aire de la
cabina; fluye por la cinta filtrante (8) y
después de pasar a través del ventilador (9) y
del filtro secundario, vuelve a la zona de
trabajo.
3. Cabinas compactas
Se entiende por cabinas
compactas aquellas instalaciones que se basan en
una recuperación integrada. En este caso los
elementos filtrantes (5) aspiran la gran parte del
overspray y lo separan, limpiándolo en
intervalos. Ellos están generalmente alojados
dentro de una caja filtradora (2) en la pared de
la cabina. Tras la limpieza, el polvo cae sobre el
fondo o la cribadora (3). El fondo de la cabina se
tiene que limpiar entonces manual o
automáticamente y la cribadora transporta el
polvo al depósito para su reutilización. El aire
de salida requerido en la cabina es filtrado y
llevado a la sala de trabajo por medio del
ventilador del aire de salida (6).
Ya que con las instalaciones
compactas se producen altas concentraciones de
aire en la zona de filtración, se presentan a
veces problemas en la ubicación de las aberturas
de recubrimiento; sobre todo cuando - desde el
punto de vista financiero, en caso de cabinas
largas - se renuncia a una segunda caja
filtradora.
Las instalaciones compactas
están principalmente dotadas de filtros con
cartuchos o de placas de diversa construcción.
Los elementos filtrantes tienen que satisfacer
altas exigencias respecto al contenido del polvo
residual, ya que generalmente el aire de salida se
vuelve a llevar a la sala de trabajo. La
estructura del material, la forma y las
proporciones geométricas del elemento filtrante y
su óptima limpieza correspondiente son factores
decisivos para el contenido del polvo residual, la
seguridad de funcionamiento, la demanda
energética y la carga posible de la superficie
del filtro de un sistema.
Criterios para elegir la
instalación de recubrimiento
Los criterios importantes para
la óptima selección del sistema apropiado son:
- Número de colores a elaborar
- Intervalo del cambio de color
- Colores de la paleta (afinidad de los
colores)
- Carga normal de la instalación
- Exigencias de calidad
- Relaciones financieras y de espacio
Es evidente que no todo
concepto para los criterios arriba mencionados
ofrece la mejor solución en todos los puntos. El
resumen siguiente le mostrará; dónde tiene su
campo de aplicación y su sistema de
instalaciones.
Las instalaciones
ciclónicas son de accionamiento sencillo,
poco exigentes con el personal de servicio y de
coste financiero relativamente económico. Los
límites están señalados por la cantidad de
polvo a transformar, respecto a la que se ha de
recuperar, ya que la pérdida causada por el
separador es superior a la de otras instalaciones.
Las instalaciones de cintas
filtrantes se emplean mayormente para las
series de producción medias o grandes y son
apropiadas, sobre todo para el servicio
automático o manual en la industria y el
recubrimiento por encargo.
Las instalaciones compactas están
igualmente previstas para el exigente
recubrimiento automático y manual. El aspecto
exterior es de un efecto muy interesante por su
construcción compacta. En comparación a las
instalaciones ciclónicas y de cintas filtrantes
todas los componentes de recuperación y de la
cabina están integrados en la instalación.
Cortos intervalos de cambio de color y largos
cambios de color son posibles, si por tono de
color existe una unidad filtrante de cambio con
los depósitos de polvo correspondientes. Pero
esto causa rápidamente problemas de precio,
espacio y manipulación, al elaborar varios
colores. Las unidades filtrantes (dispuestas
lateralmente en la cabina) reducen además la
superficie de trabajo en la cabina; por lo que se
producen fácilmente problemas de espacio, en caso
de un gran número de pistolas o estaciones
elevadoras multidimensionales. Las instalaciones
compactas son lo más rentables con hasta tres
tonos de color a elaborar; su rentabilidad se pone
en duda al ampliar los colores de la paleta.
Desecador en polvo
Tras la aplicación del polvo
las piezas pueden introducirse directamente sin
dilación en el desecador de polvo, de cuya
exactitud de temperatura y otros factores
(descritos como sigue) depende últimamente el
acabado.
Los volúmenes del aire de
circulación dependen de la temperatura
exigida, del consumo de calor y de la diferencia
de temperatura entre el avance y retorno del aire
de circulación. La tolerancia de temperatura es
de + - 5 °C.
Los tiempos de calentamiento
y de espera están influenciados por la
masa de las partes interiores del desecador como
las paredes divisorias, los refuerzos o
aislamientos térmicos; pero también el tipo de
pieza, cuya densidad de suspensión y espesores de
material son los criterios esenciales para el
diseño del desecador. Requiere de gran
experiencia y cuidado al diseñarlo en todas las
componentes de detalle.
Se han desarrollado diversos
modelos de desecadores, y el diseño general de la
planta así como el espacio disponible determinara
si se recomienda un desecador continuo, un
desecador de inversión u otro de los diversos
modelos de construcción. El constructor
experimentado adaptará siempre de manera flexible
su concepto de instalación y hará la acertada
elección individual y específica del cliente.
Otro factor que cogestiona la
calidad de la superficie es la duración en el
desecador. Se entiende por desecador continuo
aquel que garantiza con una tolerancia aceptable
la temperatura prescrita para una cantidad de
piezas planificada. Según el tipo de polvo se
endurece hasta 250 °C.
Las instalaciones recuperadoras del calor bajan la
energía necesaria y actualizan la técnica.
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Observaciones finales |
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El recubrimiento
electrostático con pintura en polvo cobra una
importancia creciente. Los incrementos de esta
tecnoloqía favorable al ambiente están muy por
encima del término medio.
Mediante una construcción
compacta de la instalación y la posibilidad de la
más amplia automatización pueden mantenerse
mínimos el espacio ocupado y el número excesivo
de personal.
Ya que el recubrimiento tiene
lugar en un sistema cerrado y sin disolventes
tampoco se presentan efectos concominantes
perjudiciales.
El rendimiento del material de
recubrimiento es, según su sistema de
recuperación, de hasta más del 99%.
Es por eso que esta tecnología
es una de las más rentables de toda la técnica
superficial. |
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