Возможность увеличить скорость отверждения порошкового покрытия на 75% дает серьезный повод обратить внимание на инфракрасные печи для сушки.
Инфракрасные печи для отверждения хорошо подходит для нанесения порошковых покрытий, а также отлично подходит для линий по производству жидких красок, будь то однокомпонентные, двух- или трехкомпонентные покрытия, покрытия на основе воды/растворителя или другие типы покрытий.
Причина, по которой инфракрасный нагрев так часто используется для порошковых покрытий, заключается в том, что для порошка это идеальный метод отверждения покрытия, так как инфракрасный нагрев безопасен и его легко контролировать.
Инфракрасные печи обеспечивают более быстрое и полное отверждение большинства продуктов и покрытий, и порошковое окрашивание не является исключением.
При работе с жидкими покрытиями необходимо соблюдать осторожность в отношении толщины мокрой пленки и типа растворителей или растворителей на водной основе, используемых в покрытиях. Инфракрасный нагрев отлично подходит для большинства типов жидких покрытий, однако расчет параметров инфракрасного нагрева для жидких покрытий гораздо сложнее и требует тестирования для оптимального подбора. Для отверждения порошкового покрытия параметры нагрева не так сильно влияют на качество процесса.
Инфракрасные печи обеспечивают более быстрое и полное отверждение и сушку большинства продуктов и покрытий, и жидкие покрытия не являются исключением. Регуляторы скорости сушки позволяют экономить время и энергию и добиваться более высокого качества.
Инфракрасный нагрев существует уже много лет, но новые электронные элементы управления, программируемые логические контроллеры (ПЛК) , оптические пирометры и простота программирования для зонирования и интенсивности инфракрасного нагрева сделали современные ИК нагреватели значительно более эффективными в определенных областях применения.
Дополнительным бонусом инфракрасных печей является чрезвычайно точный контроль температуры, так как важна возможность нагрева в определенном месте.
Получение более быстрого отверждения или времени высыхания обычно является основной причиной, по которой большинство клиентов спрашивают об инфракрасном нагрева. Иногда клиентам требуется увеличение производительности, что часто означает, что им нужна более высокая скорость конвейерной линии. В других случаях это связано с тем, что заказчик выбрал новое покрытие с более длительным временем отверждения, что может быть проблемой для производства, но имеет решающее значение для долговечности покрытия продукта. Или это просто покрытие на водной основе, которое медленно высыхает.
Инфракрасные печи часто работают вдвое, а то и в 3-4 раза быстрее (время отверждения на 60-90% меньше), плюс еще и простота монтажа. Дополнительным бонусом является чрезвычайно точный контроль температуры, поскольку ИК-подсветка позволяет направлять тепло точно в нужную зону, что очень важно.
В процессе сушки покрытий обычно используются два распространенных типа отверждения — конвекционный и инфракрасный нагрев. Также используются ультрафиолет и теплопроводность, но в данной статье мы просто сравним конвекцию и инфракрасное излучение.
Конвекция или инфракрасный нагрев?
Конвекционные печи
Почему конвекционные печи являются более распространенным выбором? Ответ заключается в том, что они безопасны и эффективны. Они недешевы, но все же могут быть гораздо более дешевыми, чем инфракрасные печи. Однако в сравнении с инфракрасным конвекционный нагрев очень медленный. Хорошая конвекционная печь может работать намного быстрее, если в ней обеспечить надлежащий воздушный поток и правильное распределение воздуха. Конвекционная печь с плохим воздушным потоком может иметь проблемы, приводящие к неполному отверждению (горячие точки/холодные точки) и очень длительному времени сушки.
Когда мы говорим о безопасности для процесса сушки, мы имеем в виду, что температура продукта в процессе нагрева не будет повышаться сверх безопасного уровня. Конвекционная печь имеет тенденцию впитывать тепло в деталь. Есть способ обойти эту проблему, но он очень дорогой. Конвекция безопасна, потому что трудно перегреть покрытие, если вы контролируете температуру воздуха в печи. Продукт с компонентами из толстой стали или конструкционной стали рядом с тонкими металлами имеет разное время отверждения в зависимости от длины и высоты продукта. При конвекционном нагреве печь настраивается до определенной температуры воздуха, чтобы довести температуру подложки до температуры отверждения. Итак, если температура детали должна достигать 100° С, духовка устанавливается на 110 ° С на 15 минут. Независимо от того, что произойдет (например, остановка конвейера), продукт никогда не нагреется выше 110 ° С. Однако с инфракрасным нагревом это не так. Пока более тяжелая часть продукта не достигнет нужной температуры, он остается в печи.
ИК нагреватели осуществляют отверждение с использованием коротких, средних и длинных инфракрасных волн.
Инфракрасные печи
Инфракрасная сушка и отверждение происходят с использованием коротких, средних и длинных волн. Каждая длина волны будет работать на любом покрытии, но для достижения полного отверждения необходимо определить время воздействия. Подбор наилучшей длины волны ИК-излучения для определенного типа или цвета покрытия помогает повысить скорость и уменьшить время, необходимое для завершения отверждения. Инфракрасный нагрев имеет множество преимуществ, в том числе возможность изменения формы и размера инфракрасных панелей для лучшего нагрева. Если детали группируются по размеру, то некоторые ИК-печи могут автоматически расширяться или сужаться, чтобы приблизить инфракрасные излучатели к поверхности детали. Почему это важно? Подвижные инфракрасные панели удерживают излучатели близко к детали и экономят энергию, поскольку излучатели не нужно нагревать до высокой температуры.
Инфракрасные печи также легко распределяются по зонам сверху вниз посередине, и приток воздуха практически не требуется. Это означает, что пыль или загрязняющие вещества не задуваются на детали, и не требуются большие воздуходувки. Если конкретная комбинация продукта и краски плохо поддается отверждению или вы пытаетесь отвердить быстрее, держите инфракрасные излучатели на высоком уровне и используйте рециркуляционный воздух для охлаждения поверхности продукта. Это как одновременное нажатие педали газа и тормоза. В повседневной езде мы бы этого не сделали, но в гонке делаем. Время – деньги, поэтому мы боремся за то, чтобы высушить краску максимально быстро.
Правильный размер печи
Размер камеры печи также очень важен. Для конвекционных печей в качестве примера мы будем использовать скорость конвейерной линии 3 метра в минуту и время отверждения 15 минут, что соответствует 45 метров конвейера в любой конфигурации. Если вы добавите 10-минутное время восстановления, это добавит еще 30 метров хода конвейера. Для отверждения жидких покрытий обычно требуется более низкая температура и меньше времени, чем для порошкового покрытия.
ИК намного быстрее, но реальная экономия времени не может быть оценена до тех пор, пока покрытие не будет нанесено на изделие и не протестировано. Также существуют временные колебания из-за покрытий, конфигурации деталей и транспортировки продукта. Таким образом, в приведенном выше примере при скорости 3 метра в минуту, умноженной на две минуты ИК плюс четыре минуты выдержки (сохранение детали при температуре), это соответствует полному отверждению конвейера длиной 18 метров. Затем для завершения отверждения требуется охлаждение, что означает еще пять минут на высоте 15 метров для общей длины 33 метра по сравнению с 75 метрами конвекционной печи, что означает, что инфракрасный нагрев приводит к сокращению времени отверждения на 56%.
И все же такие большие конвейерные печи не всегда удается установить, поэтому преимущественно наши клиенты выбирают более компактный вариант – камеры полимеризации порошковой окраски без конвейера. Такие камеры могут быть абсолютно любого размера – от небольших для сушки нескольких деталей, до крупногабаритных, способных вмещать одновременно большой объем продукции.
