Malowanie proszkowe – błędy aplikacji i wady powłok

Obróbka CNC, usługi frezowania CNC czy usługi tokarskie to przynajmniej kilka etapów pracy nad metalem. Ostatnim jest jego skuteczne i długotrwałe zabezpieczenie przed korozją. Jedną z metod, które są wykorzystywane w tym celu w obróbce skrawaniem metali jest właśnie malowanie proszkowe. Tematykę tę poruszyliśmy w wielu aspektach w zakładce – malowanie proszkowe – a w niniejszym tekście chcielibyśmy skupić się wyłącznie na najczęstszych błędach w malowaniu proszkowym i ich przyczynach.

Z reguły, gdy pojawiają się jakiekolwiek wady malowania od razu pod lupę jest brana farba proszkowa. To w jej jakości i składzie szukamy przyczyn uszkodzeń powłoki i oczywiście może się tak zdarzyć. Jednak można wskazać na minimum kilka innych podstawowych powodów powstawania wad na powierzchni detalu, związanych z przygotowaniem podłoża do malowania, aplikacją farby, jej przyczepnością, odgazowywaniem podłoża czy błędami związanymi z termicznym sieciowaniem powłoki w piecu.

Farba odchodzi od podłoża

Niekiedy malowanie proszkowe kończy się niezadowalającym efektem, jakim jest odchodzenie farby od podłoża. W takim przypadku najczęściej podejrzewa się, że producent farby zmienił coś w jej składzie, albo farba jest znacznie gorsza. Rzadko kiedy pracownik wykonujący malowanie proszkowe analizuje swoje działania jako pierwsze, ale ostatecznie musi wziąć je pod uwagę. Dwie główne przyczyny braku przyczepności farby to:

• niewłaściwe przygotowanie podłoża do malowania lub
• niedostateczne utwardzenie farby proszkowej.

Kluczowe będzie określenie rodzaju metalu z jakiego zrobiony jest detal, gdyż to zadecyduje o wyborze metody oczyszczenia i przygotowania podłoża do malowania proszkowego. Inaczej przygotowuje się stal, inaczej aluminium czy powierzchnię ocynkowaną, ale niezależnie od rodzaju – każde podłoże musi zostać bardzo dokładnie oczyszczone z tłuszczu, smaru, rdzy, chłodziwa a nawet śladów po mazaku, którym oznaczono materiał. Rzetelne przygotowanie detalu do malowania proszkowego spowoduje doskonałą przyczepność farby i dokładne jej pokrycie. Dodatkowo należy dokładnie wypełnić zalecenia producenta farby w kwestii czasu i temperatury wypalania pomalowanego detalu w piecu do tego przeznaczonym. W innym przypadku nieutwardzona farba będzie szklista, krucha i będzie odpryskiwać od podłoża.

Odgazowanie podłoża

Malowanie proszkowe może skończyć się również powstaniem uszkodzeń w postaci popękanych pęcherzyków. Efekt taki powstaje, gdy na warstwie wierzchniej przeznaczonej do malowania zbiera się powietrze, które następnie zostaje uwolnione i powoduje mini wklęśnięcia na powierzchni już pomalowanej. Problem ten dotyczy głównie odlewów lub powierzchni ocynkowanych zanurzeniowo. W celu uniknięcia wad powstałych w wyniku tego procesu warto przed pomalowaniem wygrzać detale w temperaturze wyższej niż temperatura wypalania farby proszkowej. Dzięki temu gaz nagromadzony na powierzchni detalu zostanie uwolniony. Innym sposobem na pozbycie się gazu z powierzchni detalu jest dodanie do farby specjalnego środka, który opóźni żelowanie powłoki proszkowej podczas utwardzania. Jednak ten sposób będzie skuteczny tylko w przypadku słabiej gazujących powierzchni. Tam, gdzie ten proces jest silniejszy można zastosować barierę w postaci warstwy farby ciekłej, która będzie stanowiła podkład pod farbę proszkową i zapobiegnie gazowaniu.

Problemy z aplikacją farby w malowaniu proszkowym

Malowanie proszkowe stanowi wyzwanie głównie dla osób niedoświadczonych i nie posiadających szczegółowej wiedzy nie tylko na temat samego procesu, ale i sprzętu na jakim pracują. Doświadczeni pracownicy jednak również mogą spotkać się z różnego rodzaju utrudnieniami w aplikacji farby proszkowej, jak choćby:

• Utratą uziemienia powodowaną odkładaniem się grubych warstw farby na zawieszkach służących do podwieszenia malowanych detali. Należy zbadać wtedy rezystancję (wzajemną obojętność) między powlekanymi detalami a szyną przenośnika lub w przypadku malowania ręcznego obudową kabiny natryskowej. Jeśli otrzymana wielkość jest większa od 1MΩ uznajemy, że uziemienie malowanych detali nie istnieje. Rozwiązaniem problemu jest skuteczne oczyszczenie zawieszek, aby przywrócić właściwe przewodzenie ładunków elektrycznych.
•  Zbyt dużą ilością napylanej farby proszkowej, która powoduje obniżenie efektywności jej ładowania. Istotny jest tu sprzęt aplikacyjny, zapewniający odpowiedni wyrzut ładunku farby, a jego przekroczenie może spowodować widoczne osypywanie się farby z pokrywanych nią detali. Konieczna jest wtedy korekta ustawień sprzętu,
• Napięciem ładowania dyszy napylającej, które ma na celu wytworzenie pola elektrostatycznego między aplikatorem a powlekanym detalem. Im mniejsza odległość między nimi, tym łatwiej osiada farba na detalu a jej warstwa jest najgrubsza. Odbywa się to kosztem tych powierzchni, które są najdalej. Tworzy się wtedy tzw. klatka Faradaya, co powoduje problem z osiadaniem farby na wewnętrznych, zagłębionych powierzchniach powlekanego elementu a główną przyczyną takiego stanu jest różna gęstość linii sił pola elektrostatycznego. Efekt ten można ograniczyć przez zmniejszenie wielkości prądu ładowania farby proszkowej, zmianę dyszy napylającej czy choćby regulację odległości aplikatora od pokrywanych powierzchni.
• Niejednorodnym podawaniem farby w malowaniu proszkowym, które może być spowodowane zatkanym lub zagiętym wężem transportującym farbę, wzmożoną ilością wyładowań pomiędzy cząstkami farby proszkowej, zgiętą lub złamaną elektrodą aplikatora lub jego niedrożnością. Może tu chodzić o zbyt duży wydatek farby, co w efekcie może spowodować spiekanie się cząstek farby w wyniku wyładowań elektrycznych, szybszego zużycia aplikatora farby, niedostatecznego docierania farby do zagłębionych przestrzeni czy niedomalowania powierzchni po przeciwnej stronie od tej napylanej. Drugą opcją jest zbyt mały wydatek farby proszkowej podawanej do napylania, a to może prowadzić do nieregularnego wyrzucania farby przez aplikator, nierównych grubości powłok na detalu czy niedomalowanie przestrzeni wewnątrz detalu. Dochodzi tu również problem ze zbyt dużym lub zbyt małym wydatkiem powietrza w stosunku do ilości napylanej farby, który skutkuje nierównomiernym nałożeniem farby.
• Zaburzonym przepływem farby, który jest głównie związany ze stanem sprzętu aplikacyjnego, poziomem zasilania sprężonym powietrzem czy jego regulacją. Aby temu zapobiec lub wyeliminować taki stan rzeczy należy sprawdzić czystość i suchość  sprężonego powietrza dostarczanego do aplikatora oraz to czy wąż nie jest zbyt długi lub czy powietrze ma odpowiednie ustawienia. Dodatkowo warto sprawdzić czystość węży.
• Nieprawidłową grubością napylanej warstwy, która powoduje w sytuacji, gdy jest zbyt gruba – niepotrzebny wzrost kosztów oraz utratę elastyczności powłoki. Natomiast, gdy jest zbyt cienka – niewystarczającą ochronę powierzchni oraz słabe krycie. Zapobiec temu można poprzez regularne serwisowanie narzędzi malarskich oraz bieżące regulowanie aplikatorów farby proszkowej. W przypadku zbyt grubej warstwy wystarczy zmniejszyć ciśnienie powietrza dostarczającego farbę, a gdy warstwa jest zbyt cienka – należy zwiększyć jego ciśnienie. W przypadku niejednorodnej warstwy należy wyregulować napięcie ładowania, ustawienie aplikatorów czy prędkość przesuwu przenośnika,
• Spiekaniem się farby, którego przyczyną jest nadmierna wilgoć w dostarczanym powietrzu lub farbie, przez co nasila się zbyt duże tarcie cząstek o siebie i o ścianki przewodu aplikatora. Dochodzi do miejscowego wzrostu temperatury, w wyniku której cząstki łączą się ze sobą i tworzą aglomeraty (zbitki cząstek proszku), które doprowadzą w efekcie do odkładania się spieczonej farby w przewodach i ich częściowego lub całkowitego blokowania. W sytuacji, gdy proszek spieka się na elementach wysokonapięciowych aplikatora może dojść do ich uszkodzenia i obniżenia efektywności ładowania.

Generalnie malowanie proszkowe nie należy do najbardziej skomplikowanych czynności w obróbce CNC. Wydawać by się mogło, że nie jest łatwo spowodować wystąpienie wad powłok i zepsuć końcowy efekt wizualny produktu. Jednak to właśnie pozornie nieskomplikowane czynności mogą uśpić naszą czujność i doprowadzić do obniżenia jakości wykonania. Dlatego tak istotne jest, aby zapoznać się dokładnie z wytycznymi producenta farb proszkowych oraz ogólnymi zasadami powlekania proszkowego. Zarówno w kwestii przygotowania podłoża do malowania, jak i utwardzania powłoki.