Ngày càng có nhiều hệ thống sơn phủ được chuyển đổi từ dạng lỏng sang dạng bột và các nhà sản xuất đang lựa chọn đưa hoạt động sơn phủ vào trong nhà lần đầu tiên. Cùng với xu hướng này, các nhà sản xuất đang tìm kiếm các giải pháp tự động hóa để bổ sung vào hoạt động hoàn thiện của họ. Tất cả đều hướng đến ba mục tiêu chính giống nhau: Giảm chi phí (tiêu thụ bột), cải thiện chất lượng và tăng sản lượng. Trong khi ngành công nghiệp đang làm tốt công việc thiết lập các công ty để thành công, thì hầu hết lại chọn không đầu tư vào các phòng môi trường tối ưu để giảm độ ẩm và các biến số nhiệt độ ảnh hưởng đến hệ thống của họ.
Ngoài ra, các công ty đang phải vật lộn để giữ chân các nhóm có kinh nghiệm biết cách điều chỉnh hệ thống của họ để khắc phục các biến số hàng ngày. Điều này khiến việc duy trì mức hoạt động hiện tại trở nên khó khăn, chưa nói đến việc cải thiện bất kỳ mức nào trong số chúng. Nhưng nếu những biến số đó có thể được kiểm soát thì sao?
Kiểm soát các biến số bắt đầu bằng việc hiểu về điện trở suất
Hiệu suất truyền tải lần đầu (FTE) bị ảnh hưởng bởi điện trở suất, biểu thị tốc độ thay đổi của sự suy giảm điện áp trong hạt bột. Để cải thiện FTE, chúng ta phải hiểu những biến số nào trong hệ thống bột có thể ảnh hưởng đến những thay đổi về điện trở suất.
Hai yếu tố chính tác động đến điện trở suất là độ ẩm tương đối và nhiệt độ. Độ ẩm tương đối và nhiệt độ càng thấp thì điện trở suất càng cao và tốc độ thay đổi trong quá trình suy giảm điện áp càng chậm. Điện trở suất mà hạt bột có thể duy trì càng cao thì hiệu suất truyền tải càng cao. Chúng ta hãy cùng xem xét kỹ hơn cách công nghệ có thể được áp dụng cho bất kỳ hệ thống phủ nào hiện có để kiểm soát độ ẩm và nhiệt độ.
Công nghệ Polifluid, được cấp bằng sáng chế bởi Eurosider sas, lọc không khí nén tiêu chuẩn trong xưởng để chỉ còn lại nitơ (Hình 1). Nitơ là khí trơ không giữ ẩm. Khi chỉ sử dụng khí nitơ trong ứng dụng bột, độ ẩm có thể bị loại bỏ.
Công nghệ được cấp bằng sáng chế Polifluid sau đó làm lạnh siêu tốc nitơ không có độ ẩm để tạo ra nhiệt độ không đổi trong toàn bộ hệ thống bột. Sử dụng nitơ theo cách này có hiệu quả làm giảm hai biến số lớn nhất ảnh hưởng đến điện trở suất, độ ẩm và nhiệt độ.
Hệ thống cũng bổ sung ion hóa vào nitơ để ổn định điện tích tĩnh điện của chất nền. Khi khí nitơ không có độ ẩm, được làm lạnh, ion hóa được đưa vào hệ thống bột, nó cải thiện mọi thứ từ lớp lưu hóa đến corona rời khỏi súng. Điều này tạo ra FTE tốt hơn và cung cấp lớp màng đồng nhất trên các bộ phận (Hình 2)
Nitơ có thể tiết kiệm tới 30% chi phí bột
Bên cạnh tỷ lệ năng suất cao hơn và độ hoàn thiện đồng đều hơn, nitơ còn có nhiều lợi ích cho các nhà sản xuất sử dụng bột để hoàn thiện. Cách dễ nhất để đo lường là giảm lượng bột được sử dụng. Tùy thuộc vào các biến số của nhà sản xuất, điều đó có thể có nghĩa là giảm tới 30% lượng bột tiêu thụ.
Với xu hướng phủ ít hơn, hiệu quả đạt được nhờ giảm tốc độ xả, ngăn ngừa tích tụ bột bên trong thiết bị ứng dụng và giảm hao mòn vòi phun và ống. Các nhà sản xuất cũng sẽ ít bị phun quá mức và ô nhiễm buồng phun, giúp giảm công vệ sinh.
Xem thêm: Công ty chuyên lắp đặt dây chuyền sơn tĩnh điện hàng đầu tại Việt Nam, tư vấn báo giá nhanh chóng, giá tốt nhất Việt Nam.
Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm xác nhận hiệu suất của Polifluid so với khí nén
Sau đây là kết quả thử nghiệm sử dụng Polifluid với hệ thống phun bột Venturi và robot tự học Lesta tại Phòng thử nghiệm LestaUSA. Robot được sử dụng để tạo ra đường đi, khoảng cách và tốc độ chính xác của súng phun bột. Điều này đảm bảo rằng khí mang trong hệ thống là biến số duy nhất thay đổi.
Quy trình 1
Một máy bơm bột Venturi được cung cấp khí nén đã được sử dụng để phủ bột một tấm thép 10 ga. treo trên một băng tải được đặt ở tốc độ 8 feet tuyến tính mỗi phút. Tấm được phủ bằng robot Lesta MV6 sử dụng chương trình do một kỹ thuật viên phòng thí nghiệm tạo ra. Các thiết lập đã được điều chỉnh cho đến khi độ phủ bột thu được là 5 mils (127 micron) đồng đều. Các thiết lập đã được ghi lại và ba tấm đã được phủ bằng các thiết lập này để đảm bảo khả năng lặp lại.
Quy trình 1 Dữ liệu được ghi lại
Cài đặt được sử dụng để đạt được 5 mils mong muốn bao gồm:
• Điện áp: 100kv
• Độ dốc đặc trưng: Dốc
• Lượng bột: 80%
• Dòng điện Corona: 120 microamp
• Tổng thể tích không khí: 3,25 mét khối/giờ
Quy trình 2
Sử dụng các thiết lập từ Quy trình 1, một túi lọc chân không (có trọng lượng bì đã biết) được cố định vào đầu của dụng cụ bôi và chu kỳ 60 giây được thu thập và cân mẫu đến gam gần nhất bằng cân kỹ thuật số. Kết quả được ghi lại để so sánh sau này.
Quy trình 2 Dữ liệu được ghi lại
Trong mẫu được thu thập từ một lần kích hoạt 60 giây, một chu kỳ cài đặt tạo ra tổng trọng lượng là 206 gam. Sau khi trừ đi trọng lượng bì là 18 gam, trọng lượng tịnh là 188 gam đã được ghi lại.
Quy trình 3
Sau đó, hệ thống ứng dụng bột tương tự được gắn hạ lưu thông qua công nghệ Polifluid. Hệ thống được thanh lọc trong 180 giây để đảm bảo nitơ lạnh và ion hóa đến được đầu phun. Sau đó, một tấm bổ sung được phủ bằng cách chạy cùng một chương trình và cài đặt được sử dụng trong Quy trình 1, dẫn đến lượng bột chưa đóng rắn dư thừa 7 mils (178 micron) được lắng đọng trên tấm. Sau đó, các cài đặt được điều chỉnh cho đến khi đạt được 5 mils mong muốn. Các cài đặt mới này sau đó được chạy trên ba tấm để đảm bảo khả năng lặp lại.
Cài đặt dữ liệu được ghi lại được sử dụng để đạt được 5 mils (127 micron) mong muốn như sau:
• Điện áp: 100kv
• Độ dốc đặc trưng: Dốc
• Lượng bột: 70%
• Dòng điện Corona: 120 microamp
• Tổng thể tích không khí: 2,85 mét khối/giờ
Quy trình 4
Sử dụng các thiết lập từ Quy trình 3, một túi lọc chân không (có trọng lượng bì đã biết) được cố định vào đầu của dụng cụ bôi và thời gian chu kỳ 60 giây được ghi lại và cân chính xác đến gam bằng cân kỹ thuật số. Kết quả được ghi lại để so sánh với kết quả tương tự được thực hiện trong Quy trình 2.
Quy trình 4 Dữ liệu được ghi lại
Trong mẫu thu thập được từ một lần kích hoạt 60 giây, một chu kỳ của các cài đặt được liệt kê ở trên có tổng trọng lượng là 162 gam. Sau khi trừ đi trọng lượng bì là 18 gam, trọng lượng tịnh là 144 gam đã được ghi lại.
Kết quả và Kết luận
Trọng lượng mẫu của hệ thống khí nén là 188 gam, trong khi mẫu lấy từ hệ thống nitơ là 144 gam. Điều này cho thấy lượng bột được phun mỗi phút giảm 30,5% (Hình 3). Cũng có mối tương quan với việc giảm giá trị của tổng thể tích không khí và cài đặt lượng bột trên bộ điều khiển Venturi được sử dụng trong Quy trình 3 để đạt được lớp phủ 5 mil trên tấm.
Tóm lại, thử nghiệm này cho thấy sự giảm rõ rệt trong việc sử dụng bột giữa khí nén và nitơ ion hóa lạnh. Người ta cũng quan sát thấy rằng quá trình cài đặt sử dụng Polifluid tạo ra một đám mây có vẻ ngoài nhẹ hơn, nhưng độ dày đo được của bột được áp dụng cho bộ phận đó đã được chứng minh là giống nhau. Kết quả:
Thực tế từ các công ty thực tế
SAFTCART — Một nhà sản xuất xe đẩy xi lanh, lồng và pallet hàng đầu trong ngành, dây chuyền bột của SAFTCART, trước khi bổ sung Polifluid, bao gồm ba máy phủ bột thủ công trong một gian hàng và một trạm dặm vá thủ công sau khi đóng rắn để sơn các góc hẹp thường không được phủ hoàn toàn. Công nghệ Polifluid đã tăng FTE và giảm hiệu ứng Faraday, loại bỏ hoàn toàn trạm dặm vá thủ công sau khi phủ chất lỏng đòi hỏi nhiều nhân công. Jimmy Walker, Chủ tịch SAFTCART cho biết: “Công nghệ này cung cấp lớp phủ đều trên mọi bề mặt và góc cạnh, đồng thời giảm lượng bột tiêu thụ của chúng tôi hơn 20%”.
Engineered Fluids, Inc. — EFI đã thêm Polifluid vào quy trình sản xuất của họ cho các hệ thống bơm, đo lường và điều khiển và thấy lượng bột giảm 33% trong khi năng suất sản xuất tăng 40%. Họ cũng thấy thời gian vệ sinh giảm đáng kể do có nhiều bột bám vào các bộ phận hơn thay vì rơi xuống sàn.
Nhà sản xuất thiết bị xây dựng Tier 1 — Công ty này đang tìm cách tăng FTE và tính nhất quán của hơn 60 thợ tráng phủ để giúp giải quyết các vấn đề về chất lượng và giảm đường cong học tập, vốn tốn hàng trăm nghìn đô la cho việc làm lại mỗi năm. Thiết bị họ lắp đặt nạp tất cả các phễu và súng trong hệ thống. Việc làm lại đã giảm đáng kể, tăng năng suất lần đầu (FPY). Họ cũng đã thấy FTE được cải thiện và giảm lượng bột sử dụng thông qua các bộ phận chuyển động tự động và việc chỉnh sửa bằng rô-bốt tự học.
Nitơ có thể kiểm soát các biến số và tăng sản lượng
Mọi công ty có hệ thống sơn tĩnh điện đều muốn giảm lượng bột tiêu thụ, cải thiện chất lượng và tăng sản lượng. Có nhiều biến số ảnh hưởng đến hầu hết các hệ thống có thể khiến tính nhất quán và cải tiến rất khó đạt được. Con đường dẫn đến thành công bắt đầu bằng việc kiểm soát các biến số đã biết.
Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm có kiểm soát và các ứng dụng thực tế của công ty đã chỉ ra rằng việc sử dụng nitơ tinh khiết thay cho khí nén tiêu chuẩn làm tăng điện trở suất và FTE cho các hệ thống bột thủ công, tự động và robot, giúp tiết kiệm bột hơn, phủ các bộ phận đồng đều hơn và tăng tiềm năng sản xuất.
