Techniki malarskie

HYDRODYNAMIKA: sposób na wydajne i oszczędne malowanie (ciśnienie powietrza 150-300 bar)

Malowanie metodą hydrodynamiczną, nazywane również natryskiem bezpowietrznym, wysokociśnieniowym lub airless (ang.) polega na nanoszeniu materiału malarskiego pod bardzo wysokim ciśnieniem poprzez rozproszenie go przez dyszę natryskową dostosowaną do farby. Ciśnienie wynoszące najczęściej 150-300 bar (15 kPa - 30 kPa) wytwarzane przez pompę agregatu malarskiego umożliwia uzyskanie prędkości przepływu materiału rzędu 150 m/s. Ciśnienie, niewielki otwór dyszy oraz opór powietrza powodują wytworzenie mgły materiału malarskiego. Odparowanie rozpuszczalnika w wyniku gwałtownego rozprężenia jest efektem sprzyjającym prawidłowemu rozpyleniu nanoszonej farby. Podstawowymi parametrami dysz malarskich są średnica otworu i kąt rozwarcia. Powstający ślad natryskiwanej farby najczęściej przyjmuje kształt wydłużonej elipsy. Dobór dyszy zależy od ciśnienia, lepkości materiału, zawartości cząstek stałych oraz kształtu i wielkości malowanego obiektu. Informacje odnośnie zalecanej dyszy malarskiej do natrysku hydrodynamicznego powinny znajdować się w karcie technicznej każdej farby.

Rys. Agregat malarski hydrodynamiczny airless

Zalety natrysku hydrodynamicznego:

• bardzo wysoka wydajność malowania, co najmniej 100m2/godz, praktycznie do 300 m2/godz,

• przyspieszenie prac malarskich

• oszczędność materiału malarskiego w okolicy 20%,

• uzyskanie równej i gładkiej warstwy

• pozwala nakładać materiały bez rozcieńczania, chyba że producent materiału zaleca inaczej,

• zmiana wielkości otworu dyszy i szerokości natrysku odbywa się poprzez zmianę dyszy.

• możliwość podłączenia do pompy malarskiej np. dwóch pistoletów

Wady natrysku hydrodynamicznego:

• konieczność przygotowania pomieszczenia do malowania poprzez oklejenie elementów nie malowanych

• duże zapylenie pomieszczenia podczas malowania

• konieczność filtrowania niektórych farb w celu eliminacji elementów ściernych takich jak małe kamyki lub zlepki farby

• przy częstych zmianach koloru nieuniknione są straty farby (1-2 l pozostaje w agregacie malarskim, wężu, zestawie zasysania etc)

Do natrysku hydrodynamicznego stosowane są materiały o dobrze rozdrobnionych pigmentach, przeważnie poniżej 20 mikronów. Zaleca się filtrowanie farb workami do filtrowania (przeważnie 600MESH) w celu uniknięcia zatykania dysz. Nie stosuje się tej techniki do materiałów z wypełniaczami włóknistymi. Nie zaleca się także do farb młotkowych. Niektórzy producenci farb podają w karcie technicznej zalecenia dotyczące natrysku poszczególnymi technikami . Dostępne na rynku różne typy agregatów do malowania hydrodynamicznego składają się zasadniczo z następujących podzespołów:

• pompy wysokociśnieniowej tłokowej lub membranowej o napędzie elektrycznym, pneumatycznym lub spalinowym,

• pistoletu natryskowego,

• kompletu zalecanych dysz,

• węży wysokociśnieniowych odpornych na wysokie ciśnienie.

W zależności od typu pompy malarskiej występują różnice w wydajności malowania, ilości
pistoletów, które można jednocześnie zastosować, wielkości maksymalnej dyszy oraz maksymalnego ciśnienia jakie wytwarza agregat malarski. Różnorodność zasilania urządzeń malarskich umożliwia zastosowanie pomp malarskich w każdych warunkach z uwzględnieniem wymogów przepisów BHP i ppoż.. Do nanoszenia materiałów stosowanych w budownictwie głównie farb emulsyjnych, akrylowych zaleca się pompy membranowe. W przypadku nanoszenia gęstych mas szpachlowych, bitumicznych, farb antykorozyjnych, które są ciężkie do zaciągnięcia zaleca się używanie pomp tłokowych. Filtry zainstalowane w pompach i pistoletach malarskich pozwalają na eliminowanie z farb drobnych zanieczyszczeń. Malowanie hydrodynamiczne może być stosowane do nanoszenia wyrobów chemoutwardzalnych takich jak farby epoksydowe lub poliuretanowe, wieloskładnikowych (specjalne urządzenia hydrodynamiczne z mieszaniem materiału w pistolecie) lub na gorąco z dodatkowym podgrzewaniem farby w wężu. Metoda hydrodynamiczna może być łączona z natryskiem elektrostatycznym i/lub pneumatycznym co umożliwia większą oszczędność na materiale oraz poprawia dekoracyjne właściwości powłoki. Podczas aplikacji pistolet malarski należy prowadzić równolegle do płaszczyzny nakładając kolejny pas w 40% na poprzedni. Malowanie powinno się odbywać w odległości około 30 cm od ściany. Szybkość przesuwu pistoletu do natrysku farb powinna być stała. Dla uniknięcia powstawania zacieków natrysk należy prowadzić tylko wówczas gdy pistolet malarski jest w ruchu. Nanoszenie farby powinno się zacząć po za obszarem malowania, tak aby pierwsze krople farb nie wpłynęły na finalny efekt dekoracyjny. Ze względu na wysokie ciśnienia jakie wytwarzają pompy hydrodynamiczne (150 -300 bar) należy bezwzględnie zwracać uwagę na blokowanie spustu w pistolecie podczas wymiany lub czyszczenia dysz. Pojedynczy wystrzał ciśnienia w rękę może uszkodzić zarówno skórę jak i mięśnie, dlatego konieczne jest zachowanie wszystkich przepisów bezpieczeństwa.

TECHNIKA NISKOCISNIENIOWA POWIETRZNA (ciśnienie powietrza do 0,9 bar)

W związku ze stale rosnącymi wymogami ochrony środowiska na rynki światowe zaczęto wprowadzać urządzenia niskociśnieniowe (HVLP). Dzięki zastosowaniu tej techniki, czyli malowaniu przy dużej objętości powietrza oraz małym jego ciśnieniu, uzyskuje się mniejszy rozkurz materiału. Mniejsze straty i odkurz możliwe są dzięki mniejszej prędkości powietrza, opuszczającego pistolet, niż w metodzie wysokociśnieniowej, a tym samym zmniejsza się liczba cząsteczek farb odbitych od malowanej powierzchni.

Tym samym zachowując taką samą jakość wykonywanej powłoki, co konwencjonalny natrysk, metoda niskociśnieniowa pozwala zaoszczędzić około 30-35% farby. Przedstawiając to obrazowo można powiedzieć, iż przy użyciu tradycyjnej metody pomalujemy trzy samochody, a malując metodą HVLP cztery samochody - zużywając tą samą ilość farby. System HVLP pozwala na bardzo precyzyjne rozpylanie farby, gwarantując optymalny rezultat końcowy. Urządzenia są bardzo praktyczne dzięki kompaktowej budowie, co czyni je bardzo mobilnymi. Sprzęt działający w tej technice nadaje się do użycia lżejszych farb i lakierów ze względu na te same ograniczenia dotyczące systemu rozpylania co tradycyjna technika powietrzna. Dzięki możliwości bardzo dokładnej regulacji strumienia nadaje się jednak doskonale do pracy w sztukaterii i przy stosowaniu technik dekoracyjnych. Technika ta pozwala malować prędkością do 1 m2 / min.

Rys. Zestaw malarski HVLP

Zalety natrysku HVLP:

• doskonała gładkość powierzchni malowanej

• oszczędność i ekonomia malowania

• większa precyzja malowania

• nadaje się do mniejszych prac ze względu na małe pylenie

• idealna metoda natrysku do małych elementów

Wady natrysku HVLP:

• Materiał podawany z kubka o pojemności zazwyczaj od 500ml do 1000ml wymusza konieczność ciągłych przerw w malowaniu. Eliminacja wiąże się z koniecznością zakupu plecaka z pojemnikiem np. 6l.

• Mała prędkość malowania eliminuje tą metodę przy dużych projektach

• Nadaje się lekkich farb oraz lakierów np. farb emulsyjnych, akrylowych, lekkich farb lateksowych, farb poliuretanowych, lakierów akrylowych

TRADYCYJNA TECHNIKA POWIETRZNA – NATRYSK PNEUMATYCZNY (ciśnienie powietrza 3 - 6 bar)

Technika ta polega na mieszaniu się farby z powietrzem wychodzącym z pistoletu. Materiał wypływa z dyszy i jest porywany przez strumień sprężonego powietrza wychodzącego z nasadki powietrznej pod ciśnieniem od 3 do 6 bar. Tak jak w przypadku natrysku hydrodynamicznego lub HVLP gdzie farba jest wypychana przez dyszę pod odpowiednim ciśnieniem, tutaj powietrze staje się nośnikiem cząstek farby. Ilość farby natryskiwanej kontrolowana jest poprzez regulację skoku iglicy sterowaną poprzez nacisk spustu. Przy delikatnym pociągnięciu spustu najpierw zostaje otwarty przepływ sprężonego powietrza a następnie przepływ farby. Farba przepływając przez dyszę malarską i rozpylacz jest rozbijana na bardzo małe cząsteczki. Stopień atomizacji/ rozbicia jest regulowany poprzez regulację przepływu farby lub powietrza. Regulacja dopływu powietrza pozwala na zmianę kształtu natryskiwanego strumienia, od eliptycznego po skupiony okrągły. Regulacja dopływu powietrza do rozpylacza sterowana jest przez zawór regulacji strumienia. Przy zmianie kształtu, przy tej samej prędkości prowadzenia, zmienia się również grubość natryskiwanej cieczy, ponieważ zmienia się pole powierzchni malowania, a średnica dyszy pozostaje bez zmian.
Natrysk powietrzny zapewnia bardzo dobrą jakość wykonywanej powłoki jednak ze względu na fakt iż cząsteczki farby muszą być odrywane od siebie poprzez ciśnienie powietrza technika ta nie nadaje się do gęstych i lepkich materiałów. Sprężone powietrze powoduje ponadto duże odbicie farby od elementu malowanego i spore straty materiału. Konieczność stosowania farb o niskiej lepkości nie pozwala nakładać jednorazowo grubych powłok, ponieważ istnieje ryzyko zlewania się farby. Wadą jest także niska mobilność ze względu na konieczność wożenia sprężarki i możliwość stosowania krótkich węży. Natrysk pneumatyczny stosowany jest głównie w komorach lakierniczych, gdzie sprężarka i pistolety wbudowane są w kabiny lakiernicze lub przy natrysku np. tapet natryskowych gdzie ważny jest duży otwór dyszy i nie rozdrabnianie materiału malarskiego. Technika malowania pneumatycznego pozwala malować prędkością do 1 m2/min. Materiał podawany z kubka 1l zainstalowanego na pistolecie malarskim wymusza konieczność ciągłych przerw. Można to ominąć stosując pojemnik ciśnieniowy o pojemności od 2l. do 60l lub pompę membranową do natrysku pneumatycznego.

Głównie natrysk pneumatyczny stosowany jest wszędzie tam gdzie jakość wykończenia jest niezwykle ważna, natomiast mniejszą wartość ma szybkość malowania.

Zestawy malarskie pneumatyczne:

• pistolet podłączany bezpośrednio do kompresora. Materiał znajduje się w kubeczku przy pistolecie.

• Pistolet podłączona pod zbiornik ciśnieniowy i kompresor. Materiał malarski znajduje się w zbiorniku. Pojemniki ciśnieniowe mogą być dodatkowo wyposażone w mieszadło ręczne, bądź w mieszadło pneumatyczne do ciągłego mieszania materiału. Do materiałów lepkich stosuje się zbiorniki z wyjściem dolnym.

• Pistolet podłączony pod pompę dwumembranową lub tłokową. Materiał zasysany z wiaderka.

Rys. Zestaw malarski pistolet z kompresorem.

1. pistolet z dolnym zasobnikiem, 2 pistolet z górnym zasobnikiem, 3 manometr,4 waz powietrza, 5. Sprężarka.

Zalety natrysku pneumatycznego:

• Bezawaryjne i tanie w zakupie podstawowe urządzenia malarskie

• bardzo dobra i precyzyjna jakość wykończenia

• swobodna regulacja parametrów malowania

Wady:

• niska wydajność i szybkość prac

• duże zapylenia i odkurz farby

• możliwość nanoszenia farb o małej lepkości

NATRYSK ELEKTROSTATYCZNY

Natrysk elektrostatyczny wykorzystuje efekt pola elektrostatycznego. Ładowana farba pokrywa element malowany ze wszystkich stron. Podczas natrysku, cząstki farby elektryzuje się, natomiast powierzchnię malowanąuziemia. Zaletą tej metody są przede wszystkim oszczędności na stratach farby sięgające nawet 70% w stosunku do malowania wałkiem lub pędzlem oraz ogromna dokładność pokrywania drobnych detali o złożonych kształtach np. ażurowe blachy. Jest to idealna metoda natrysku dla kowalstwa artystycznego gdyż eliminuje konieczność malowania z wielu stron elementów metalowych takich jak bramy czy ogrodzenia. Metoda ta stosowana jest również tam, gdzie koszt farby stanowi ogromną część budżetu prac malarskich jak np. w przemyśle lotniczym. Do wad niestety można zaliczyć możliwość zastosowania jednej warstwy farby, dosyć wolną aplikację, wymóg wysokiej czystości powierzchni oraz duży koszt zakupu urządzeń do natrysku elektrostatycznego.

MALOWANIE ZANURZENIOWE:

Stosowane wszędzie tam, gdzie niezbędne jest dokładne pomalowanie skomplikowanych elementów oraz szybkość prac. W metodzie tejproblemem są jednakże zacieki na elementach, wobec czego używa się ją głównie do gruntowania tanimi farbami alkidowymi, ze względu na niezbyt estetyczne wykończenie dekoracyjne. Metoda ta stosowana głównie przy malowaniu wielu powtarzalnych elementów, gdyż z jednej strony oszczędza zużycie farby na pojedynczym elemencie z drugiej strony wymaga wypełnienia jednorazowo wanny do zanurzeń dużą ilością farby. Ponadto gromadzą się w zbiorniku zanurzeniowym zabrudzenia z malowanych obiektów oraz z hali produkcyjnej, a lżejsze obiekty trudno jest w nim zanurzyć.

Rys. Malowanie zanurzeniowe

MALOWANIE PROSZKOWE:

Malowanie proszkowe jest pewną odmianą natrysku elektrostatycznego gdyż również w malowaniu proszkowym naelektryzowane cząstki farby osadzają się na obiekcie. Ten następnie nagrzewa się do wysokiej temperatury (jest wypalany), rzędu kilkuset °C. Wówczas farba proszkowa topi się, polimeryzuje, a następnie utwardza się, tworząc trwała powłokę malarską. Do zalet malowania proszkowego należy oszczędność na materiale malarskim gdyż istnieje możliwość ponownego wykorzystania proszku, który nie osiadł na malowanym przedmiocie. Ogromną zaletą jest brak emisji rozpuszczalników oraz rozcieńczalników do środowiska oraz oszczędności energetyczne przez zastosowanie zamkniętych układów wentylacji..

Farby proszkowe są bardzo trwałymi powłokami, odpornymi na warunki atmosferyczne, korozję, chemikalia i uszkodzenia mechaniczne. Występują w ogromnym wachlarzu kolorystycznym oraz w wielu wariantach dekoracyjnych. Do wad należy brak możliwości poprawek pomalowanego obiektu, oraz ograniczenia w materiałach malowanych – nie można stosować produktów, których nie można podgrzewać.

Rys. Malowanie proszkowe.