الطلاء بالبودرة والطلاء السائل

عملية طلاء الرش لقطاعات سبائك الألومنيوم

تشمل عملية طلاء قطاعات سبائك الألومنيوم بالرش الطلاء الكهروستاتيكي بالمسحوق والرش الكهروستاتيكي بالسائل. ومن بين معالجات الرش الكهروستاتيكي بالسائل الشائعة الاستخدام على قطاعات سبائك الألومنيوم المعمارية رش طلاء الفلوروكربون، بالإضافة إلى رش طلاء الأكريليك ورش طلاء البوليستر.

تتكون عملية طلاء مقاطع سبائك الألومنيوم بالرش بشكل عام من ثلاث خطوات: المعالجة المسبقة، ومعالجة الرش، والتجفيف/التصلب.

يوضح الشكل 1 مخطط تدفق عملية نموذجي لطلاء مقاطع سبائك الألومنيوم بالرش.

(1) المعالجة المسبقة

تتضمن المعالجة المسبقة للسطح عادةً عملية إزالة الشحوم ومعالجة التحويل الكيميائي. وتُجرى عملية إزالة الشحوم عمومًا باستخدام عامل مخصص لإزالة الشحوم لإزالة الزيوت والأوساخ والرواسب الملتصقة بسطح مقطع الألمنيوم أثناء عملية البثق، وكذلك لإزالة طبقة الأكسيد الطبيعية الرقيقة الموجودة على المقطع.

تتضمن المعالجة الكيميائية التحويلية عادةً الكروماتة أو الفوسفوكروماتة. والهدف منها هو تكوين طبقة تحويلية كيميائية (مثل طبقة الكرومات أو طبقة الفوسفوكرومات) على سطح الركيزة لتعزيز الالتصاق بين الركيزة والطلاء (طبقة الرش المتكونة في الخطوات اللاحقة)، وحماية الركيزة. يجب أن تتمتع طبقة التحويل الكيميائي بسماكة محددة، يتم تحديدها باستخدام طريقة فقدان الكتلة. تكون طبقة الكرومات مثالية عمومًا عند سماكة تتراوح بين 600 و1200 ملغم/م²، بينما تكون طبقة الفوسفوكرومات مثالية عمومًا عند سماكة تتراوح بين 600 و1500 ملغم/م².

(2) معالجة التجفيف

تهدف عملية التجفيف إلى إزالة الرطوبة المتبقية من عملية المعالجة الأولية. توجد طريقتان رئيسيتان للتجفيف: التجفيف الطبيعي والتجفيف بدرجة حرارة عالية. يشمل التجفيف الطبيعي التجفيف البطيء بالتقطير في الأماكن المغلقة أو باستخدام مروحة للتجفيف بالهواء، إلا أن هذه الطريقة تستغرق وقتًا طويلاً وكفاءتها منخفضة، لذا نادرًا ما تعتمدها الشركات. أما معظم الشركات فتستخدم التجفيف بدرجة حرارة عالية.

أثناء التجفيف بدرجة حرارة عالية، يجب التحكم في درجة حرارة التجفيف. عمومًا، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة التجفيف بعد المعالجة بالكرومات 65 درجة مئوية، وبعد المعالجة بالكرومات الفوسفورية، يجب ألا تتجاوز 85 درجة مئوية. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، فقد يفقد غشاء التحويل الكيميائي كمية كبيرة من الماء ويتلف.

(3) المعالجة بالرش

① معالجة الطلاء بالمسحوق الكهروستاتيكي

تتضمن عملية الطلاء الكهروستاتيكي بالمسحوق رشّ مسحوق الطلاء على سطح مقطع من سبائك الألومنيوم باستخدام مسدس رشّ المسحوق لتشكيل طبقة واقية وزخرفية من البوليمر العضوي. وتعتمد هذه العملية على مبدأ مجال الهالة الكهروستاتيكية عالي الجهد.

في عملية الطلاء الكهروستاتيكي بالمسحوق، يُطبَّق جهد سالب عالٍ على مسدس الرش، بينما تُؤرَّض قطعة العمل المراد طلاؤها، مما يُنشئ مجالًا كهروستاتيكيًا عالي الجهد بين المسدس وقطعة العمل. عندما ينقل الهواء المضغوط مسحوق الطلاء من خزان المسحوق عبر الخرطوم إلى حلقة التوجيه في مسدس الرش، تُولِّد حلقة التوجيه، المتصلة بالقطب السالب عالي الجهد، تفريغًا هاليًا. يُولِّد هذا التفريغ شحنات كهربائية كثيفة حول الحلقة، مما يجعل مسحوق الطلاء مشحونًا بشحنة سالبة. تحت التأثير المُجتمَع للقوة الكهروستاتيكية وقوة الهواء المضغوط، ينتقل مسحوق الطلاء من فوهة المسدس إلى قطعة العمل ويُمتص بشكل مُنتظم على سطحها. بعد عملية المعالجة اللاحقة، يُشكِّل طبقة طلاء مُنتظمة، مُتصلة، مُسطَّحة، وناعمة.

تشمل معايير التشغيل الرئيسية التي يجب التحكم بها في عملية الطلاء الكهروستاتيكي بالمسحوق جهد الرش، ومسافة الرش، وضغط الهواء المُزوَّد. يُضبط جهد الرش عادةً بين 60 و80 كيلوفولت، وتتراوح مسافة الرش المثلى لتحقيق كفاءة عالية في ترسيب المسحوق بين 200 و300 مليمتر.

② معالجة الرش السائل الكهروستاتيكي

تتضمن عملية الرش الكهروستاتيكي للسوائل تطبيق طلاء سائل على سطح مقطع من سبائك الألومنيوم باستخدام مسدس رش كهروستاتيكي لتشكيل طبقة بوليمرية عضوية واقية وزخرفية. وعادةً ما تكون عملية رش طلاء الأكريليك والبوليستر عملية أحادية الطبقة (رشة واحدة لتشكيل طبقة واحدة).

ومع ذلك، فإن رش طلاء الفلوروكربون يتطلب عادةً طبقتين أو ثلاث أو أربع طبقات:

• طبقتان: طبقة أساسية متبوعة بطبقة نهائية.
• ثلاث طبقات: طبقة أساسية، ثم طبقة علوية، وأخيراً طبقة شفافة.

• أربع طبقات: طبقة أساسية، ثم طبقة عازلة، تليها طبقة علوية، وأخيراً طبقة شفافة.

  
  

المعدات الأساسية للرش الكهروستاتيكي للسوائل هي مسدس الرش الكهروستاتيكي، الذي يُصنف حسب مبدأ التذرية إلى التذرية الكهروستاتيكية الطاردة المركزية (مثل النوع القرصي والنوع الجرس الدوار، مع شيوع النوع الجرس الدوار)، والتذرية الكهروستاتيكية الهوائية، والتذرية الكهروستاتيكية الهيدروليكية. تشمل معايير التحكم الرئيسية في العملية جهد الرش، ومسافة الرش، ولزوجة الطلاء، وحجم الرش. يُضبط جهد الرش عادةً بين 60 و90 كيلوفولت، وتتراوح المسافة بين مسدس الرش الكهروستاتيكي وقطعة العمل عمومًا بين 150 و350 ملم.

(4) الخبز والتجفيف

يُعدّ التجفيف والتصلب خطوةً حاسمةً في عملية الطلاء بالرش، إذ يؤثران بشكلٍ كبيرٍ على جودة الطلاء. فإذا لم تستوفِ ظروف التصلب متطلبات العملية، فقد يؤثر ذلك سلبًا على مقاومة الطلاء للعوامل الجوية، والتصاقه، وثباته الكيميائي، ومقاومته للصدمات. وتختلف ظروف التصلب باختلاف أنواع الطلاء، ويجب التحكم بها بدقةٍ وفقًا لمتطلبات عملية المورّد. عمومًا، تكون ظروف تصلب الطلاءات المسحوقة 200 درجة مئوية لمدة 10 دقائق، بينما تتطلب دهانات الفلوروكربون درجة حرارة تصلب أعلى، عادةً 230 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.

خاتمة

يُعدّ كلٌّ من الطلاء المسحوقي الكهروستاتيكي والرش السائل الكهروستاتيكي من أساليب معالجة الأسطح الفعّالة للغاية، إذ يُوفّران حمايةً بالغة الأهمية ومظهرًا جماليًا لقطاعات سبائك الألومنيوم. ومن خلال التحكم الدقيق في كل مرحلة - بدءًا من إزالة الشحوم والمعالجة الكيميائية التحضيرية، مرورًا بالتجفيف المُتحكّم بدرجة حرارته بدقة، وصولًا إلى الرش النهائي المُعاير بعناية والمعالجة بدرجة حرارة عالية - يُمكن للمصنّعين ضمان متانة المنتج النهائي، والتصاقه، وجودته على المدى الطويل. ويعتمد اختيار الرش المسحوقي أو السائل على متطلبات الأداء المحددة، كالحاجة إلى مقاومة فائقة للعوامل الجوية التي تُوفّرها أنظمة الفلوروكربون متعددة الطبقات، إلا أن الالتزام الأساسي بالتحكم في العملية يظلّ مفتاحًا أساسيًا للحصول على تشطيب فائق.

الكلمات المفتاحية: معالجة قطاعات الألمنيوم، الطلاء المسحوق، الطلاء السائل/الرش، الطلاء الكهروستاتيكي، طلاء الفلوروكربون، المعالجة المسبقة، الكروماتة، عملية التصلب، التصاق الطلاء، تشطيب السطح

الهاشتاغات: #قطاعات_الألومنيوم #معالجة_الأسطح #الطلاء_البودرة #الطلاء_السائل #الرش_الكهروستاتيكي #الفلوروكربون #تشطيب_المعادن #عملية_الطلاء #التصنيع #الطلاءات_الصناعية