روش های آماده سازی سطوح برای اعمال و پوشش دهی رنگ پودری چگونه است؟

روش های آماده سازی سطوح بسیاری برای فرایند اعمال و پوشش دهی پودری وجود دارد. آماده سازی مناسب قطعه قبل از اعمال پوشش پودری تأثیر بسیار زیادی در کیفیت و دوام رنگ های پودری دارد. قبل از اعمال پوشش پودری باید سطح قطعات عاری از هر گونه چربی، روغن، براده، گرد و خاک و هر آلاینده دیگری از قبیل پوشش‌های قبلی باشد. در این صورت محصول نهایی از کیفیت بالایی برخوردار خواهد بود.

آلودگی‌های گوناگونی که به سطح کار چسبیده‌اند در مراحل مختلف اعمال رنگ پودری باعث ایجاد مشکلاتی می‌شوند که هر کدام به شکلی از کیفیت کار می‌کاهد. بنابراین برای این‌که رنگ‌ های پودری بتوانند به خوبی به سطح قطعه بچسبند نیاز است که سطح از هر گونه آلودگی و خوردگی پاک باشد.

برخی از این روش‌ها پیچیده و اختصاصی هستند. به همین دلیل باید در هنگام انتخاب فرایند برای استفاده از رنگ های پودری دقت و توجه زیادی به خرج داد. پوشش‌های پودری که در اواسط قرن بیستم میلادی برای اولین بار مورداستفاده قرار گرفتند، آن‌قدر با کیفیت و مناسب بودند که به سرعت توانستند جایی برای خود در صنعت پیدا کنند. رنگ های پودری و روش‌های استفاده از آن در این ۷۰ سال که از اختراع این نوع رنگ‌ها می‌گذرد، دستخوش تغییرات بسیاری شدند و پیشرفت‌های زیادی به خود دیدند. ساخت چند روش برای باردار کردن ذرات، اختراع چند نوع رنگ پودری، ایجاد انواع کابین پاشش و کوره از مهم‌ترین تغییراتی بود که باعث پیشرفت روز افزون این صنعت شده است.

در سری مطلب روش های آماده سازی سطوح برای انجام فرایند پوشش دهی پودری قصد داریم در خصوص انواع روش‌هایی که برای آماده سازی سطوح مورداستفاده قرار می‌گیرد مطالبی را با هم مرور کنیم. با مجموعه سالی فام همراه باشید.

آماده سازی سطوح

روش های آماده سازی سطوح

همان‌طور که گفتیم روش‌های بسیار مختلف و متفاوتی برای آماده سازی سطوح وجود دارد؛ اما چگونه می‌توان بهترین روش را پیدا کرد؟ یکی از بهترین روش‌ها برای این‌که متوجه شوید که برای پوشش دهی سطوح مختلف بهتر است از کدام روش استفاده کنید، آزمایش عملی است. بدین شکل که هر قطعه را با روش‌های مختلف آماده کرد و پوشش داد و پس از اتمام فرایند با آزمایش‌های لازم میزان کیفیت محصول نهایی را سنجید. تست رطوبت، تست پاشش نمک و تست چسبندگی از مهم‌ترین تست‌هایی است که می‌تواند کیفیت کار را مشخص کند. البته بسیاری از تأمین‌کنندگان مواد اولیه و رنگ پودری پیشنهادهایی برای روش آماده سازی می‌دهند که می‌توان با استفاده از روش‌های پیشنهاد شده از مواجهه با بسیاری موارد و انجام تست‌ها اجتناب کرد.

برای آماده سازی قطعه باید فرایندهای مختلفی را دنبال کرد. برای نمونه در ابتدا با تمیز کردن دستی، گرد و غبار و سایر آلاینده‌ها از روی قطعه برطرف می‌شوند. مرحله چربی‌گیری شامل زدودن چربی‌ها از سطح قطعه با استفاده از حلال‌های گوناگون یا مواد دیگر و چربی‌گیری با استفاده از سیستم‌های بخار حلال است. مرحله آماده سازی مکانیکی شامل ساییدن قطعه با استفاده از ابزارهای دستی و آماده سازی قطعه با استفاده از روش ساچمه زنی است. مرحله شستشو شامل شستن قطعه با استفاده از آب و مواد شیمیایی در فشار و دمای بالا است. در مرحله آماده سازی شیمیایی از مواد شیمیایی گوناگون برای آماده سازی قطعات گوناگون استفاده می‌شود.

بنابراین روش‌های آماده سازی سطوح متفاوت و زیادی وجود دارد که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

۱- تمیز کردن دستی

۲- آماده سازی مکانیکی

۳- تمیز کردن شیمیایی

۴- چربی‌گیری با بخار

۵- سیستم تونلی دارای نوار نقاله

۶- تمیز کردن فراصوتی یا اولتراسونیک

۷- تمیز کردن پاششی

8- تمیز کردن با نیروی بخار

9- مواد تمیز کننده جایگزین

۱- تمیز کردن دستی

شاید بتوان از تمیز کردن دستی به عنوان یکی از ساده‌ترین و ناقص‌ترین روش‌های آماده سازی سطوح برای فرایند اعمال رنگ پودری نام برد. البته باید توجه داشت که همین روش ناقص و ساده می‌تواند روش موثر و کار آمد برای اعمال رنگ پودری محسوب شود. همچنین می‌توان از این روش به عنوان نقطه شروع برای مراحل بعدی و سایر روش‌های آماده سازی سطوح برای اعمال رنگ های پودری نام برد. در بسیاری از روش‌های آماده سازی برای اعمال رنگ پودری نیازی به تمیز کردن دستی قطعه وجود ندارد اما اگر گرد و خاک در هنگام جا به جایی یا در حین انبار کردن بر روی قطعات بنشیند نیاز است که با استفاده از دستمال‌های بدون پرز آن‌ها را زدود. دقت داشته باشید که دستمال به قسمت‌های تیز قطه گیر نکند و پاره نشود، پاره شدن دستمال معمولا باعث ایجاد گرد و غبار بیشتر می‌شود.

علاوه بر صرف زمان و هزینه برای نیروی انسانی، یکی دیگر از مواردی که باعث می‌شود تمیز کردن دستی روشی مناسب و مطلوب برای آماده سازی نباشد این است که حلال‌هایی که در این روش استفاده می‌شوند، می‌توانند به محیط‌زیست صدمه وارد کنند. به همین دلیل بسیاری از کارگاه‌هایی که در آن از رنگ های پودری استفاده می‌کنند تا مجبور نشوند اقدام به استفاده از این روش نمی‌کنند. البته باید توجه داشت که استفاده از حلال‌ها برای از بین بردن برخی آلودگی‌ها تاثیر بسیار خوبی دارد. از تمیز کردن دستی برای زمانی که آلودگی بخشی کوچک از یک قطعه بزرگ را آلوده کرده نیز استفاده می‌کنند.

این روزها استفاده از سیستم‌هایی بر پایه آب و موادی که میزان فرار بودن آن‌ها اندک است، رواج پیدا کرده است. مهم‌ترین ایراد این روش زمان زیادی است که برای خشک شدن قطعه لازم است.

فرایند تمیز کردن دستی یکی از روش‌های آماده سازی سطوح است که میزان تولید ضایعات در آن از سایر روش‌ها بیشتر است. پارچه‌هایی که برای تمیز کردن استفاده می‌شوند به مواد شیمیایی، حلال‌ها و آلاینده‌ها آغشته هستند و باید به صورت مرتب تعویض شوند بخشی از ضایعات تولید شده در این روش هستند. همچنین باید خاطر نشان کنیم که بسیاری از حلال‌ها جزو موادی هستند که به آسانی مشتعل می‌شوند و می‌توانند ایمنی و سلامت افراد درون کارگاه را با خطراتی مواجه کنند. به همین دلیل باید اقدامات احتیاطی ویژه‌ای در هنگام کار و استفاده از این حلال‌ها انجام شود. بسیاری از کارگاه‌ها به جای استفاده گسترده از روش تمیز کردن دستی، از روش‌های دیگر استفاده می‌کنند و فقط در مواقع اجبار از این روش استفاده می‌کنند.

۲- آماده سازی مکانیکی

یکی دیگر از روش‌های آماده سازی سطوح برای اعمال رنگ های پودری ، روش آماده سازی مکانیکی است. در این روش با استفاده از سایش شرایط لازم برای زدودن آلودگی‌ها از سطح قطعه ایجاد می‌شود. مواردی که می‌توان از آماده سازی مکانیکی استفاده کرد عبارتند از:

  • زدودن روغن، براده، چربی و خوردگی‌ها از روی سطح فلزات
  • زدودن گرد و غبار و آلاینده‌های دیگر از زیرسازه‌های غیر فلزی
  • صاف کردن لبه‌های بریده شده با لیزر
  • آماده کردن سطح برای چسبندگی بهتر رنگ های پودری

روش‌های متفاوتی برای آماده سازی مکانیکی وجود دارد که از میان آن‌ها می‌توان به برس زدن که یکی از ساده‌ترین روش‌ها است و ساچمه زنی اشاره کرد. در این عملیات اگر دقت کافی وجود نداشته باشد باید تمیز کاری مجددا انجام شود و همین امر منجر به تلف شدن زمان می‌شود. مهم‌ترین روش‌های آماده سازی مکانی شامل موارد زیر می‌شود:

برس زدن

برس زدن را می‌توان یکی از روش‌های بسیار موثر برای از بین بردن پوسته، زنگ، پوشش‌های قبلی و سایر آلودگی‌هایی که محکم به سطح قطعه چسبیده‌اند، دانست. البته این روش برای زدودن مایعات، روغن‌ها و چربی‌ها مناسب نیست و استفاده از برس بر روی این مواد باعث آلوده شدن برس و انتقال آلودگی به سایر قسمت‌های قطعه می‌شود. همچنین باید توجه داشت که برس‌ها به صورت منظم تمیز، شسته و آلودگی زدایی شوند تا به کیفیت کار لطمه وارد نکنند.

نوارهای ساینده

از نوارهای ساینده برای تمیز کردن، زبر کردن یا خراشیدن قطعه به صورت دستی یا به کمک ابزارهای برقی استفاده می‌کنند. نوارهای ساینده معمولا به صورت چند لا و به هم بافته شده سطح بسیار خوبی برای چسبندگی رنگ های پودری بر روی سطوح ایجاد می‌کنند.

ساچمه زنی

ساچمه زنی یا ماسه زنی را می‌توان یکی از روش‌های آماده سازی سطوح نوین دانست. در این روش با استفاده از هوای فشرده، دانه‌های ساینده به سطح قطعه پرتاب می‌شوند تا آلاینده‌ها را جدا کنند، باقی مانده خوردگی و جوشکاری‌ها را از روی سطح بزدایند و سطح ایدئال و مناسبی برای اعمال رنگ پودری به وجود آورند. در این روش از مواد ساینده بسیاری استفاده می‌شود. از رایج‌ترین مواد ساینده مورد استفاده در این روش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

  • ذرات فلزی (ساچمه‌های آهنی، ماسه‌های فولادی، اکسید آلومینیوم)
  • گلوله‌های پلاستیکی
  • مهره‌های شیشه‌ای
  • مواد طبیعی (مانند پوست خرد شده میوه‌های مغزدار)
  • دی اکسید کربن جامد

از عبارت ماسه پاشی برای توضیح و اشاره به این فرایند استفاده می‌کنند اما به دلایل ایمنی و سلامتی از ماسه و سایر مواد حاوی سلسیم آزاد در این فرایند استفاده نمی‌شود.

یکی از مواردی که استفاده کنندگان از این روش ممکن است با آن روبرو شوند، بالا رفتن هزینه‌های فرایند ماسه پاشی یا ساچمه زنی است. دلیل این امر بالا رفتن هزینه‌های ناشی از دورریز ضایعات جامد مورد استفاده در این فرایند است. داشتن نظارت دقیق بر اجرای فرایند و بالا بردن کیفیت ضایعات جامد می‌تواند از میزان هزینه‌ها بکاهد. همچنین استفاده از شیوه‌های مدرن که می‌توانند ماده‌هایی استفاده شده در فرایند ساچمه زنی را جمع‌آوری و بازیافت کنند تا دوباره مورد استفاده قرار گیرند نیز می‌تواند از میزان هزینه‌ها بکاهد. البته توجه داشته باشید که فرایند بازیافت باید دقت و کیفیت لازم را داشته باشد و بتواند آلاینده‌ها را به خوبی از مواد ساینده جدا کند، در غیر این صورت فرایند ساچمه زنی تبدیل به منبع ایجاد آلودگی خواهد شد. یکی از روش‌هایی که می‌تواند فرایند ساچمه زنی و بازیافت ساینده‌ها را بهبود بخشد، انجام عملیات چربی‌گیری قبل از ساچمه زنی است. با استفاده از این روش ساینده‌ها به چربی‌ها و روغن آغشته نمی‌شوند. آغشته شدن ساینده‌ها باعث می‌شود تا رسیدن به سطح تمیز و صاف مشکل‌تر شود.

یکی دیگر از مواردی که در فرایند ساچمه زنی باید مورد توجه قرار گیرد کنترل ماهیت سطح تمام شده است. نیروی ضربه اعمالی در کنار اندازه، دانسیته، سختی و شکل ساچمه‌ها میزان تمیز شدن و ماهیت سطح تولید شده را تعیین و کنترل می‌کنند.

ساچمه زنی فرایند بسیار سنگینی است و حتی ممکن است باعث تغییر شکل زیرسازه‌های آهنی شود. به همین دلیل قطعات غیرفلزی و غیر آهنی مانند شیشه و پلاستیک‌ها ممکن است در این فرایند آسیب ببینند.

آماده سازی سطوح

۳- تمیز کردن شیمیایی

یکی دیگر از روش‌های آماده‌سازی سطوح برای اعمال پوشش پودری ، تمیز کردن شیمیایی است. این روش‌ هزینه‌بر است و قبل از این‌که از این روش برای آماده سازی قطعه استفاده کنید باید مطمئن شد که استفاده از این روش ضرورت دارد. در تمیز کردن قطعه با استفاده از مواد شیمیایی، ابتدا باید میزان آلودگی‌های موجود بر روی سطح قطعه را کاهش داد. معمولاً این کار را با استفاده از ابزار مکانیکی انجام می‌دهند. اگر میزان آلودگی‌های سطح کاهش یابد، تمیز کردن شیمیایی قطعه با سهولت بیشتر انجام می‌شود، نیاز به استفاده از مواد شیمیایی کمتری است و کیفیت نهایی کار بالاتر خواهد بود. در هنگام استفاده از روش تمیز کردن شیمیایی باید به موارد زیر توجه داشت:

  • فرایند برای قطعه مناسب است و می‌تواند بدون رساندن آسیب به قطعه، سطح آن را از هر گونه آلودگی پاک کند.
  • میزان دقت و کیفیت فرایند با توجه به هزینه‌هایی که در بر دارد.
  • میزان تأثیر فرایند در بهبود چسبندگی پوشش با رنگ های پودری باید بررسی شود.
  • تأثیر فرایند بر روی سطح و اطمینان از این‌که عیب و آلودگی مجدداً رخ نمی‌دهد.
  • توجه به سلامت و امنیت افراد از دیگر موارد مهم است.
  • بررسی تأثیرات زیست‌محیطی فرایند یکی دیگر از مواردی است که باید به آن توجه کرد.

برای مثال می‌توانیم بگوییم که ممکن است سطح یک قطعه را بتوان با استفاده از یک ماده ارزان قیمت به خوبی تمیز و پاک کرد اما استفاده از این ماده خطر آتش‌سوزی را افزایش می‌دهد و تهدیدی برای سلامتی کارکنان خواهد بود. حتی برخی از مواد شیمیایی برای تخلیه فاضلاب نیاز به مجوز دارند. به همین دلیل باید در خصوص ماده شیمیایی و موارد گفته شده بررسی‌های لازم را انجام داد و در صورتی که ضرورتی برای استفاده از روش شیمیایی وجود ندارد، از آن استفاده نکرد.

۴- چربی‌گیری با بخار

یکی دیگر از روش‌های آماده‌سازی سطوح برای اعمال پوشش پودری چربی‌گیری با بخار است. چربی‌گیری با بخار را می‌توان مؤثرترین و کارآمدترین روش برای از بین بردن چربی‌های موجود بر روی سطوح دانست. البته این فرایند خطرناک است و ممکن است مشکلات زیست‌محیطی را به دنبال داشته باشد اما با استفاده از تکنولوژی‌های نوین و مدرن می‌توان این خطرات را به حداقل رسانید و میزان آسیبی که به محیط‌زیست می‌رسد را به میزان چشم‌گیری کاهش داد.

زمانی که قطعه‌ای آلوده به چربی‌ها یا روغن‌ها را که هم دمای محیط است بر روی یک حلال در حال جوشیدن مانند تری کلرواتیلن قرار دهیم، بخار حلال روی سطح سرد قطعه به مایع تبدیل می‌شود و تمام آلودگی‌های قابل انحلال را در خود حل می‌کند. این مایع از روی سطح قطعه به درون مایع داغ می‌ریزید و مجدداً بخار می‌شود و فرایند تمیزکاری ادامه پیدا می‌کند. زمانی که دمای قطعه به دمای بخار برسد، فرایند تبدیل بخار به مایع بر روی سطح قطعه متوقف می‌شود و می‌توان گفت که فرایند تمیزکاری به پایان رسیده است. قطعه را باید به آهستگی برداشت و آن را در مکانی تمیز گذاشت تا با دمای محیط به آرامی خنک شود. این فرایند می‌تواند علاوه بر روغن‌ها و چربی‌های گوناگون، برخی دیگر از مواد غیرقابل انحلال دیگر را بشوید و از روی سطح کار بزداید. بیشترین تأثیر روش چربی‌گیری با بخار بر روی قطعاتی است که ظرفیت دمایی بالایی دارند. قطعاتی که ظرفیت حرارتی پایینی دارند، نازک هستند و به دلیل سرعت رسیدن به دمای بخار به طور مؤثر تمیز نمی‌شوند.

در این روش از روش‌های آماده‌سازی سطوح برای اعمال رنگ های پودری از حلال‌های متفاوتی استفاده می‌کنند. معمول‌ترین حلال مورد استفاده در این روش تری کلرواتیلن است اما از مواد دیگری مانند هیدروکربن‌های برم‌دار نیز می‌توان در این روش استفاده کرد. تمام حلال‌های این روش تا حدی فرار هستند و نیاز است که هر چند وقت یک بار ظرف چک و پر شود. بخار حاصل از این مواد می‌تواند شرایط زیست‌محیطی را تحت تأثیر قرار دهد. از مهم‌ترین تأثیرات این مواد بر محیط‌زیست می‌تواند به از بین بردن لایه ازن اشاره کرد. همچنین باید توجه داشت که این بخارها می‌تواند زندگی انسان‌ها و سایر جانداران را با مخاطراتی مواجه کند. به همین دلایل و این‌که مصرف بیش از اندازه این حلال‌ها می‌تواند این فرایند را تبدیل به فرایندی غیراقتصادی کند باید در خصوص تخلیه این مواد در هوا دقت بسیاری داشت تا کمترین میزان از این مواد از اتاقک تمیزکاری خارج شود.

۵- سیستم تونلی دارای نوار نقاله

سیستم تونلی دارای نوار نقاله یکی دیگر از روش‌های آماده‌سازی سطوح برای اعمال پوشش پودری است. این روش مانند روش تمیزکاری شیمیایی است با این تفاوت که برای آماده سازی قطعه و رسیدن به فرایند پاشش رنگ های پودری این عملیات در یک فضای محصور و بسته انجام می‌گیرد. در این روش زمان‌های لازم برای غوطه‌ور شدن قطعه در بخار و سرعت حرکت قطعه برنامه‌ریزی و کنترل می‌شود تا بیشترین تأثیر را داشته باشند. همچنین در این روش می‌توان در صورت نیاز چربی‌گیر، آن را به صورت اتوماتیک بر روی قطعات اسپری کرد. این روش برای کارخانه‌هایی با میزان پوشش دهی با رنگ های پودری حجم متوسط و بالا بسیار مقرون به صرفه است. البته طراحی دقیق و صحیح این سیستم برای اجتناب از هدر رفتن حلال و رعایت قوانین و ایمنی از مهم‌ترین نکاتی است که باید به آن‌ها توجه شود.

۶- تمیز کردن فراصوتی (اولتراسونیک)

روش تمیز کردن فراصوتی یکی دیگر از روش‌های آماده‌سازی سطوح برای اعمال پوشش پودری است. در این روش از انرژی فراصوت برای زدودن مؤثر، ایمن و ارزان‌قیمت قطعات استفاده می‌کنند. این روش برای زدودن آلاینده‌های جامد، روغن‌ها و چربی‌ها بهتر از سیستم‌های بخار عمل می‌کند. البته باید توجه داشت که استفاده از این روش بر روی قطعاتی با جنس متفاوت نیاز به انجام آزمایش‌های اولیه دارد زیرا در برخی مواد پس از استفاده از این روش سایش دیده شده است. تانک‌های غوطه‌وری در این سیستم می‌تواند با سیستم‌های آبی و حلال سازگار شود.

۷- تمیز کردن پاششی

تمیز کردن پاششی روشی است که می‌توان از آن بر روی بسیاری قطعه‌ها استفاده کرد تا آلودگی‌های بسیاری مخصوصاً ذرات ریز باقی‌مانده را از روی سطح قطعات زدود. این روش از روش‌های آماده‌سازی سطوح در صورتی می‌تواند بسیار مفید و مؤثر باشد که اسپری به تمام مناطق مد نظر و آلوده قطعه هدایت شود. معمولاً تمیز کردن پاشش را در محیطی محصور و جداگانه انجام می‌دهند. بسیاری از موادی که در این روش استفاده می‌کنند بر پایه آب هستند. استفاده از حلال‌ها و مایعات قابل اشتعال در این روش تنها در صورتی می‌تواند مورداستفاده قرار گیرد که تمامی اقدامات لازم ایمنی مانند سیستم اطفا حریق مناسب موجود باشد. استفاده از شوینده‌هایی که میزان کف کنندگی آن‌ها پایین است، یکی از راه‌های استفاده و نتیجه‌گیری بهتر از این روش است. اسپری آب داغ حاوی مواد فعال سطحی برای تمیز کردن قطعات بزرگ که نمی‌توان آن‌ها را در تانکرها غوطه‌ور کرد می‌تواند بسیار مفید و مؤثر باشد.

آماده سازی سطوح

8- تمیز کردن با نیرو بخار

یکی دیگر از روش های آماده‌سازی سطوح برای فرایند پاشش رنگ پودری ، روش تمیز کردن با نیروی بخار است. در این روش می‌توان آلاینده‌هایی که قابلیت انحلال در آب را دارند و همچنین روغن‌ها و چربی‌ها را با استفاده از تجهیزات قابل حمل و نقل تولید بخار از بین برد. این روش دستی به دلیل اشغال فضای کم و قابلیت حمل و نقل می‌تواند مورد مناسبی برای استفاده در کارگاه‌های کوچک باشد. همچنین می‌توان از این روش برای تمیز کردن قطعات بزرگ نیز استفاده کرد. استفاده از افزودنی‌های گوناگونی نظیر مواد شوینده قلیایی و مواد جلوگیری از زنگ‌زدگی در این روش مرسوم است. البته باید توجه داشت که پس از انجام شستشو این مواد افزودنی بر روی قطعه باقی نمانند زیرا ممکن است موجب کاهش چسبندگی پس از پاشش رنگ پودری شوند. به همین دلیل پس از تمیز کردن قطعه با استفاده از نیروی بخار و قبل از مرحله پاشش رنگ های پودری باید یک مرحله آب کشی نیز وجود داشته باشد. به خاطر داشته باشید که کارگاه‌هایی که در آن‌ها از این روش استفاده می‌شود بهتر است یک تانکر ته نشینی برای جدا کردن مواد جامد داشته باشند. همچنین اگر پساب به همراه آلاینده‌های موجود در آن مستقیماً در فاضلاب تخلیه می‌شوند باید اطلاعات لازم در این خصوص به مسئولین مربوطه در سازمان آب و فاضلاب داده شود.

9- مواد تمیزکننده جایگزین

امروزه از مواد مختلف و حلال‌های گوناگونی در روش های آماده‌سازی سطوح برای پاشش رنگ پودری استفاده می‌شود. بسیاری از این مواد جدید جایگزین بسیار مناسبی برای حلال‌های آلی که در روش‌های سنتی از آن‌ها استفاده می‌شد هستند. البته در برخی از این مواد جدید از ترکیبات آلی نیز استفاده شده است اما به دلیل کاهش میزان فرار بودن آن‌ها، داشتن مزیت‌های پاک کنندگی بیشتر و کاهش میزان خطرات برای سلامت انسان‌ها و محیط‌زیست باعث شده تا گزینه‌های بسیار مناسبی برای استفاده در روش های آماده‌سازی سطوح برای اعمال رنگ پودری باشند. سیستم‌هایی که بر پایه آب ساخته شده‌اند را می‌توان بهترین روش های آماده‌سازی سطوح از نظر حفظ محیط‌زیست دانست اما بزرگ‌ترین عیب این سیستم‌ها سرعت تبخیر پایین آب است و به همین دلیل باعث می‌شود که فرایندها با مشکل کاهش سرعت مواجه شوند. مواد جایگزین مزیت‌هایی دارند که این مزیت‌ها عبارت‌اند از:

  • هزینه‌های عملیاتی پایین‌تر با وجود این‌که مواد جایگزین گرانقیمت‌تر هستند.
  • این مواد از میزان فرار بودن کمتری برخوردار هستند و به همین دلیل سطح تلفات کمتری خواهند داشت.
  • افزایش قدرت پاک کنندگی در این مواد باعث شده تا راندمان کار با استفاده از این مواد بالا رود.
  • مواد جایگزین را راحت‌تر می‌توان بازیافت کرد.
  • میزان خطر و هزینه‌های معدوم سازی مواد جایگزین کمتر از مواد آلی سنتی است.
  • مواد جایگزین که بر پایه آب ساخته شده‌اند را می‌توان با داشتن مجوز در فاضلاب تخلیه کرد.

نکات لازم برای آماده‌سازی سطوح

باید توجه داشت که سیستم‌هایی که بر پایه آب هستند و امروزه استفاده از آن‌ها در حال گسترش است معمولاً خنثی یا قلیایی هستند. این‌گونه مواد را می‌توان به عنوان عامل پاک کننده در سیستم‌های بخار و روش پاششی کم فشار یا پر فشار استفاده کرد و از تأثیر آن‌ها سود برد. آبی که برای عملیات آماده‌سازی و تمیزکاری مصرف می‌شود را می‌توان بازیابی کرد و مجدداً مورداستفاده قرار داد.

محلول‌های آب که خنثی هستند را می‌توان در روش‌های پاشش و اولتراسونیک استفاده کرد و نتایج بسیار عالی و مطلوبی گرفت. همچنین از این محلول‌ها می‌توان برای تمیز کاری با آب داغ و بخار نیز استفاده کرد و میزان پاک کنندگی بسیار مناسب روغن‌ها، چربی‌ها، کلریدها و نمک‌های دیگر را مشاهده کرد.

نکته دیگری که در سیستم‌های پایه آب و استفاده از حلال‌ها باید به آن توجه کرد این است که آبی که برای آب کشی از آن استفاده می‌شود بهتر است یون زدایی شود و از فیلترهای مناسب عبور کند تا از رسوب مواد موجود در آب بر روی سطح قطعه جلوگیری شود.

زمانی که به سطح و میزان بالایی از قدرت پاک کنندگی نیاز داریم بهترین راه استفاده از محلول‌های خنثی حاوی مواد فعال سطحی، ضدزنگ و افزودنی‌های دیگر است. البته باید توجه کرد که این مواد را تنها در صورت هم زدن شدید می‌توان در روش غوطه‌وری استفاده کرد، در غیر این صورت این مواد نمی‌توانند کارایی کافی داشته باشند.

بسیاری از تجهیزات چربی‌گیری با بخار که برای حلال‌های آلی و سنتی طراحی شده‌اند را می‌توان با انجام تغییرات جزئی و انجام برخی اصلاحات برای محلول‌های آبی خنثی استفاده کرد. البته باید توجه داشت که پس از انجام اصلاحات به ایجاد یک سیستم خشک کن و کنترل میزان سختی آب ورودی نیاز است.

محلول‌های آبی – اسیدی در از بین بردن زنگ، پوسته و اکسیدها مؤثر هستند. اسید و اجزا افزودنی را باید با توجه به نوع فلز و همچنین انواع آلاینده‌های موجود بر آن انتخاب کرد. این محلول‌ها که در روش های آماده‌سازی سطوح گوناگون برای پاشش رنگ پودری از آن‌ها استفاده می‌شود معمولاً حاوی اسیدهای معدنی مانند اسید هیدروفلوئوریک، اسید سولفوریک، اسید فسفریک و یا اسید نیتریک هستند. البته در برخی مواقع از اسید کرومیک، اسید استیک و اسید اگزالیک نیز استفاده می‌شود.

از محلول‌های آبی – قلیایی در تمام انواع روش های آماده‌سازی سطوح مایع برای تمیز کردن سطوح گوناگون مانند فلز، شیشه و پلاستیک استفاده می‌شود. این‌گونه محلول‌ها برای از بین بردن چربی‌ها، روغن‌ها و کثیفی‌های کارگاه خوب عمل می‌کنند.

دلایل نیاز به آماده سازی قطعات و سطوح

یکی از خواص استفاده از پوشش دهی پودری ایجاد لایه‌ای محافظ بر روی قطعه است. به همین دلیل نیاز است که سطح به گونه‌ای باشد که بتواند حداکثر حفاظت سطحی را با استفاده از رنگ های پودری به دست آورد. برای رسیدن به این حفاظت حداکثری باید از روش‌ های آماده سازی سطوح استفاده کرد و برای یافتن روش مناسب باید به برخی سؤالات پاسخ داد. سؤالاتی مانند آیا این آلاینده روی تمام قطعات وجود دارد یا فقط روی برخی از آن‌ها دیده می‌شود؟ آیا بر روی قطعات خوردگی سطحی مشاهده می‌شود؟

باید توجه داشته باشید که آماده سازی خوب یعنی با شناسایی مشکلات و دلایل ایجاد آن‌ها، عملیات اصلاح و برطرف کردن موردنیاز را تشخیص داد و اجرا کرد. عملیات اصلاحی شامل موارد زیر می‌شود:

۱- زدودن آلاینده‌ها از روی سطح کار

  • چربی و روغن
  • گرد و غبار و ذرات دیگر
  • خوردگی

۲- اصلاح سطح

  • با استفاده از سایش
  • با استفاده از مواد شیمیایی

۳- پوشش دهی سطح (با هدف افزایش چسبندگی و مقاومت به خوردگی)

  • پوشش‌های تبدیلی شیمیایی

زدودن آلاینده‌ها از روی سطح

استفاده از روش های آماده سازی سطوح برای تمیز و آماده کردن سطح یکی از مهم‌ترین عوامل رسیدن به یک پوشش با کیفیت با استفاده از رنگ های پودری است. آلاینده‌ها انواع گوناگونی دارند و می‌توانند روغن‌های پایه نفتی، چربی‌ها، پلیمر‌ها و یا مواد فعال سطحی نظیر صابون‌ها باشند. هر کدام از این مواد می‌تواند بخشی از کار پوشش دهی پودری را با مشکل مواجه کند و از میزان کیفیت آن بکاهد.

چربی‌ها و روغن‌ها

چربی‌ها و روغن‌ها خاصیت تر شوندگی زیرسازه را از بین می‌برند و مانع جریان یافتن رنگ های پودری در هنگام فرایند پوشش دهی در هنگام ذوب شدن و پختن می‌شوند. همچنین ممکن است این‌گونه آلاینده‌ها در لایه پوشش نهایی حل شوند و باعث تغییر رنگ پوشش یا ایجاد حفره بر روی محصول شوند. روغن‌های معدنی قابل انحلال و امولوسیون‌هایی که بر پایه آب هستند را می‌توان بسیار راحت‌تر از سایر آلاینده‌ها از روی سطح کار زدود. برخی از مواد صابونی نظیر استئارت‌ها از جمله آلاینده‌هایی هستند که پاک کردن آن‌ها دشواری و سختی بسیار زیادی را به همراه خواهد داشت. انجام آزمایش‌های ساده قبل از تولید کامل مناسب‌ترین روش برای زدودن آلودگی‌ها را مشخص می‌کند.

ذرات گرد و غبار و سایر ذرات

از بین بردن ذرات گرد و غبار و سایر ذرات برای رسیدن به سطحی مناسب از دیگر مواردی است که باید به آن دقت و توجه فراوان داشت. طی مرحله پوشش دهی پودری، این‌گونه آلاینده‌ها می‌توانند از فیلم مذاب پوشش رد شوند. رد شدن این مواد باعث می‌شود تا کیفیت کار به میزان زیادی کاهش یابد و عیوب و آسیب‌های سطحی در محصول نهایی ایجاد شود. قطعات شیشه‌ای و پلاستیکی بیشتر از سایر قطعات نسبت به آلودگی‌ با ذرات گرد و غبار و سایر ذرات حساس هستند. این قطعات در اثر حمل و نقل و حرکت آن‌ها در بسته‌بندی با الکتریسیته ساکن باردار می‌شوند و در نتیجه گرد و غبار به راحتی جذب سطح آن‌ها شده و بر روی سطوح شیشه‌ای و پلاستیکی می‌نشینند. بد نیست بدانید که اغلب گرد و غبار و سایر ذراتی که سطح قطعات را آلوده می‌کنند بار خنثی دارند و همین امر مشکل را جدی‌تر و زدودن آن‌ها را سخت‌تر می‌کند.

مناسب‌ترین راه برای زدودن گرد و غبار و ذرات دیگر از روی سطح کار استفاده از محلول‌های اسیدی یا قلیایی و احتمالاً افزودن یک ماده فعال سطحی است. حضور ماده سطحی فعال می‌تواند به جلوگیری از تجمع بیشتر بار ساکن کمک کند و به این طریق از نشستن گرد و غبار بر روی سطح جلوگیری کند. البته باید توجه داشت که انتخاب روش ایدئال برای زدودن گرد و غبار تنها با آزمایش عملی امکان‌پذیر است.

قطعات ساخته شده از چوب، ام دی اف و یا فیبر اغلب پس از برش و شکل دادن با استفاده از سنباده صاف و صیقلی می‌شوند اما این کار باعث ایجاد گرد و غبار بر روی این کارها می‌شود. به همین دلیل باید قبل از آغاز فرایند پوشش دهی پودری با استفاده از روش های آماده سازی سطوح این گرد و غبار را به طور کامل از روی آن‌ها پاک کرد. به دلیل این‌که انجام عملیات شیمیایی می‌تواند به چوب آسیب برساند باید از روش‌های مکانیکی مناسب مانند برس زدن یا دمیدن هوای یون‌زدایی شده استفاده کرد.

خوردگی‌ها

خوردگی یکی دیگر از مواردی است که باید با استفاده از روش های آماده سازی سطوح قبل از انجام فرایند پوشش دهی پودری برطرف شوند. خوردگی سطح می‌تواند توانایی رنگ های پودری مذاب را برای تر کردن سطح تحت تأثیر قرار دهد. به همین دلیل باید تمام خوردگی‌ها از روی سطح قطعات فلزات آهنی و غیر آهنی زدوده شود. توجه داشته باشید که باید زدودن خوردگی‌ها به طور کامل و صحیح انجام شود. در صورتی که حتی بخش کوچکی از خوردگی‌ها بر روی سطح قطعه باقی بماند احتمال دارد که در زیر فیلم پوشش توسعه پیدا کند. توسعه خوردگی در زیر فیلم پوشش نتیجه‌ای جز افت میزان چسبندگی پوشش ندارد و به مرور باعث می‌شود پوشش از بین برود.

نکاتی در خصوص زدودن آلاینده‌ها از روی سطح

اصلاح مکانیکی از طریق سایش می‌تواند سبب بهبود چسبندگی رنگ های پودری به فلزات، پلاستیک‌ها و سطوح شیشه‌ای شود. برای این کار مواد مختلفی را به سطح قطعه می‌پاشند تا تغییر ماهیت انجام گیرد.

اصلاح سطح به روش شیمیایی نیز می‌تواند قابلیت چسبندگی رنگ را در پوشش دهی پودری به میزان مناسب و قابل توجهی افزایش دهد. البته باید توجه کرد که برخی از مواد شیمیایی که در روش های آماده سازی سطوح استفاده می‌شوند نا مطلوب هستند. همچنین می‌توانند بوی نامناسبی ایجاد کنند.

از متداول‌ترین روش‌هایی که بر روی زیرسازه‌های فلزی قبل از پوشش دهی پودری استفاده می‌شود، اعمال پوشش‌های تبدیلی است. این پوشش‌های تبدیلی می‌توانند چسبندگی رنگ های پودری به سطح کار و مقاومت سطح در برابر خوردگی را افزایش دهند. پوشش‌های تبدیلی ماده شیمیایی انتخاب شده را با یک ساختار ریز بلوری روی سطح می‌نشانند و سطح بسیار خوب و مناسبی برای پوشش دهی ایجاد می‌کنند. برای پوشش‌های تبدیلی از مواد مختلفی مانند فسفات آهن، فسفات روی، فسفات کروم و اکسید کروم استفاده می‌کنند.

نکته‌ای که باید به آن توجه کرد این است که امروزه به دلیل سمی بودن مواد حاوی کروم، از مواد دیگری به عنوان جایگزین آن‌ها استفاده می‌کنند. به عنوان جایگزین کروم از موادی مانند مولیبدات‌ها، سیلان‌ها و مواد مشابه دیگر که در دسترس قرار دارند، از نظر اقتصادی به صرفه هستند و خواص مشابهی دارند، استفاده می‌شود. این مواد در برخی موارد خواص بهتری از کروم برای آماده سازی سطح دارند.