مقاله: رنگ آمیزی به روش پوشش دهی الکتریکی ( روش ED )

 

رنگ آميزي به روش پوشش دهي الكتريكي (Electrocoating) یا ED

اين روش از دهه 1960 توسعه پيدا كرده است . اين روش همان روش غوطه وري ساده است با اين تفاوت كه پوشش به صورت الكتريكي از يك محلول با پايه آبكي بر روي سطح قطعه قرار مي گيرد .
پوشش دهي الكتريكي (Electrocoating) كه معادل با واژه هاي Electrodeposition (ED)  ( الکترودیپوزیشن) و Electrophretic (الکتروفورتیک)  ,( الکتروپینتینگ)  Electropainting مي باشد روشي است كه با استفاده از جريان الكتريكي لايه نازكي از رنگ بر روي سطح مورد نظر رسوب مي كند. اساس كار اين فرايند ، قانون جذب بارهاي ناهمنام است ( بارهاي مخالف ، ناهمنام ، يكديگر را جذب مي كنند و بارهاي همنام يكديگر را دفع مي كنند) .
اصول بنياني فيزيكي در فرآيند پوشش دهي الكتريكي اين است كه مواد با بارهاي الكتريكي مخالف يكديگر را جذب مي كنند .
در سيستم پوشش دهي الكتريكي از جريان الكتريكي DC استفاده مي شود . قطعه اي را كه مي خواهند پوشش دهند در درون حمام رنگ ( وان رنگ) قرار داده و جريان الكتريكي DC را به آن متصل مي كنند .بار الكتريكي ذرات رنگ ، مخالف با بار اعمال شده بر روي سطح قطعه بوده و بنابراين ذرات باردار رنگ به سمت قطعه فلزي به حركت درآمده و بصورت لايه اي پيوسته و يكنواخت بر روي آن رسوب مي كنند . با استفاده از اين روش ، مي توان عمل پوشش دهي را بر روي سطوح مختلف ، نقاط منحني شكل و گوشه ها تا رسيدن به ضخامت دلخواه ادامه داد . در اين ضخامت قطعه توسط پوشش رنگي به قدري عايق شده كه عمليات جذب بارهاي مخالف خاتمه يافته و فرآيند پوشش دهي متوقف مي شود. در شكل زير بطور شماتيك روش آندي و كاتدي با هم مقايسه شده اند.

شكل 1 شماتيكي ساده از روش آندي و كاتدي

– پوشش دهي الكتريكي كاتدي ( کاتافورز) 

در پوشش دهي كاتدي که به آن کاتافورز هم می گویند ، قطعه اي را كه مي خواهند پوشش دهند در قطب كاتد قرار مي دهند . از آنجاييكه كاتد داراي بار منفي مي باشد بنابراين قطعه فلزي نيز داراي بار الكتريكي منفي شده و بارهاي مثبت ذرات رنگ را جذب مي كند . با استفاده از روش پوشش دهي كاتدي ، پوشش هايي با عملكرد بالا ايجاد مي شوند كه مقاومت در برابر خوردگي عالي داشته و مي توانند براي كاربرد در سطوح خارجي با دوام محيطي بالا فرمول بندي شوند .در صنعت خودرو سازی یکی از مهمترین مراحل رنگ آمیزی آستر خودرو غوطه وری بدنه در تانک( حوضچه) رنگ است در حالیکه بدنه کاتد است .

– پوشش دهي الكتريكي آندي ( آنافورز)

در اين نوع پوشش دهي ، قطعه اي را كه مي خواهند پوشش دهند در قطب آند قرار داده و جريان DC را برقرار مي كنند .
از آنجاييكه بار الكتريكي آند مثبت مي باشد و ذرات رنگ داراي بار الكتريكي منفي مي باشند، عمل رسوب لايه اي از رنگ بر روي قطب آند صورت مي گيرد . در طي انجام فرآيند آندي ، مقادير كمي از يونهاي فلزي كه داخل لايه رنگ تشكيل شده بر روي سطح قطعه مهاجرت مي كنند كه ويژگيهاي عملكردي اين سيستم ها را محدود مي كنند . پوشش دهي آندي سيستمي اقتصادي بوده و براي كيفيت خوب رنگ در شرايط خوردگي متوسط پيشنهاد مي شوند . در سالهای گذشته بیشتر از این روش برای قطعاتی که در محیطهایی با خوردگی کم قرار دارند استفاده میشد.

1) مزاياي پوشش دهي الكتريكي یا الکتروفورز
• توانايي پوشش دهي يكنواخت و مناسب سطوح بسيار پيچيده را دارا مي باشد . اين ويژگي به مصرف كننده امكان مي دهد تا از قطعه بهترين عملكرد و كمترين هزينه را انتظار داشته باشد.
• حذف چكه و شره كردن رنگ
• شستشو با سيستم مدار بسته ، باعث افزايش راندمان انتقال به بيشتر از 90درصد شده و جريانهاي پساب را بطور غير منتظره كاهش مي دهد.
• به منظور حفظ محيط زيست بيشتر تكنولوژيهاي پوشش دهي الكتريكي ، بگونه اي طراحي و فرمول بندي مي شوند كه مقادير فلزات سنگين ، آلوده كننده هاي هوا (HAPS) و حلالهاي آلي فرار (VOC) كمترين مقدار ممكن را داشته باشند.

2) مزاياي زيست محيطي
• محدوده غلظت هاي VOC حدود 3/0-1/0 پوند بر گالن مي باشد. بيشتر محصولات پوشش دهي الكتريكي داراي پايه آبكي ( حلال آب) بوده و مقادير بسيار كمي VOC دارند .
• مقدار HAPS در سيستم پوشش دهي الكتريكي پايين بوده و بيشتر محصولات براي جلوگيري از عدم توليد HAPS فرمول بندي مي شوند .
• از آنجاييكه در سالهاي اخير استفاده از حلالهاي آلي در سيستم هاي پوشش دهاي الكتريكي كاهش يافته است بنابراين مقدار BOD و COD (توليد فاضلاب آلوده) نيز كاهش يافته است . سيستم هاي پوشش دهي الكتريكي اين قابليت را دارند كه در سيستم هاي شستشوي مدار بسته هيچگونه پسابي را توليد نكنند.
• در سيستم پوشش دهي الكتريكي كه به طريقه مناسب نگهداري مي شود ، مقادير بسيار كمي پساب جامد توليد مي شود . بيشتر خطوط براي تميزكردن اين پسابهاي جامد ار روش دستي استفاده مي كنند.
• بيشتر موارد مورد استفاده در فرآيند پوشش دهي الكتريكي در گروه مواد آتش زا قرار نمي گيرند ، زيرا آنها بيشتر پايه آبكي دارند . اين امتياز ، اعمالي از قبيل بارگيري ، انبار و كاربرد آنها را آسان كرده و هزينه هاي پايين تر بيمه را نيز بدنبال دارد.
• اين نوع سيستمها ، بسيار تميز بوده و نيازي به وسايل جانبي از قبيل دستگاههاي تنفسي ، تجهيزات لامز جهت دفع مواد خطرناك و تجهيزات حفاظت كارگران ، به مانند ساير سيستمهاي پاشنده رنگ نيست .

3) مزاياي اقتصادي
• راندمان انتقال
فرآيند پوشش دهي الكتريكي امروزه در بازار توليد از تكنولوژيهاي رنگ آميزي بسيار مهم و مؤثر مي باشد . راندمان انتقال در اين نوع سيستم ها به حدود 99-95 درصد در مصرف مواد مي رسد.
• اتوماسيون
يك كارگر به تنهايي قادر است كه تانك (مخزن)  رنگ فرآيند پوشش دهي الكتريكي با اندازه متوسط را راهبري كند .
• هزينه هاي كارگري
با حذف دستگاههاي پاشش رنگ ، مخلوط كن ها و تكنسين ها كاهش مي يابد.
• راندمان توليد بالا
هيچيك از سيستمهاي رنگ آميزي ديگر ، ظرفيت توليدي به اندازه سيستم پوشش دهي الكتريكي را ندارند.
• كنترل و يكنواختي لايه رنگ
لايه پوشش ايجاد شده به روش پوشش دهي الكتريكي بوسيله تنظيم ولتاژ كنترل مي شوند . هنگامي كه قطعه فلزي عايق مي شود ، عمليات رسوب دهي لايه رنگ نيز متوقف مي شود . هيچيك از روشهاي ديگر رنگ آميزي قادر نيستند ضخامت لايه رنگ را به درستي كنترل كنند.
• سوار كردن اوليه ( مونتاژ اوليه)
از آنجايكه در فرآيند پوشش دهي الكتريكي ، پوشش دهي كامل قسمتهاي داخلي و خارجي قطعات صورت مي گيرد . بنابراين مونتاژ اوليه اجزاي تشكيل دهنده يك قطعه ممكن است انجام شود. اين عمل هزينه هاي دوباره كاري را كاهش مي دهد.
• نگهداري
در فرآيند پوشش دهي الكتريكي نگهداري روزانه سيستم به مانند سيستم پاشنده لازم نيست .
• عوارض بيمه
در فرآيند پوشش دهي الكتريكي عوارض مربوط به بيمه بدليل استفاده نكردن از مواد غيراشتعال زا كاهش مي يابد.

4) محدوديتهاي بالقوه سيستم پوشش دهي الكتريكي یا الکتروفورز
اگرچه سيستم پوشش دهي الكتريكي داراي مزاياي فراواني مي باشد اما اين فرآيند نيز داراي محدوديتهايي مي باشند.
• هزينه هاي سرمايه گذاري
يك سيستم پوشش دهي الكتريكي اغلب بسيار گرانتر از سيستم پاشنده رنگ مي باشد.
• عدم امكان تغيير رنگ
با توجه به اينكه حجم وان رنگ پوشش دهي الكتريكي بالا مي باشد بنابراين امكان تغيير رنگ قطعات بسيار مشكل بوده و با يك سيستم پوشش دهي الكتريكي امكان دستيابي به دو رنگ متفاوت غيرممكن است . بنابراين اگر نياز به رنگ آميزي قطعاتي با رنگهاي متفاوت باشد اين روش با محدوديت مواجه مي شود.
• نياز به افراد متخصص جهت راهبري سيستم
با توجه به پيچيده بودن سيستم پوشش دهي ، راهبري و نگهداري سيستم نياز به افرادي با تخصص بالا دارد.

5) بررسي فرايند پوشش دهي الكتريكي
در فرآيند پوشش دهي الكتريكي مواد آلي قابل يونيزه شدن، در محلول آبكي حمام رنگ پراكنده ميشوند سپس لايه اي از رنگ توسط جريان الكتريسيته بر روي سطوح با هدايت الكتريكي رسوب مي كند سطح قطعات بعنوان يكي از الكترودها عمل مي كند و تشكيل يك پيل الكتروشيميايي مي دهند. فرآيند پوشش دهي الكتريكي به چهار بخش جداگانه زير تقسيم مي شود:
• آماده سازي
• وان پوشش دهي الكتريكي و تجهيزات جانبي
• شستشو بعد از اعمال لايه رنگ
• كوره پخت
در شكل زير نمونه اي از فرآيند پوشش دهي الكتريكي نشان داده شده است .

شكل 2 فرآيند پوشش دهي الكتريكي

قطعات در ابتدا بخوبي تميزكاري شده و پس از پوشش فسفاته به مرحله پوشش دهي الكتريكي وارد مي شوند. قطعات در داخل حمام رنگ كه جريان مستقيم بين قطعات و الكترود مخالف برقرار است ، غوطه ور مي شوند . رنگ بوسيله ميدان الكتريكي ايجاد شده جذب قطعه فلزي شده و بر روي آن رسوي مي كند سپس قطعات از حمام رنگ خارج شده و شستشو مي شود. ذرات جامد رنگ كه بر روي قطعه رسوب نكرده اند پس از عمل شستشو بازيافت مي شوند و سپس قطعات براي پخت رنگ به كوره پخت فرستاده مي شوند.در اشكال زير غوطه وري بدنه خودرو در وان رنگ كاتدي نشان داده شده است.

شكل 3- غوطه وري بدنه خودرو در وان رنگ كاتدي

منابع:

1- رنگ آميزي به روش الكتريكي, علي ياورنيا, مجله پيام ايران خودرو مهر ماه 80
2- روش هاي پوشش دهي در صنعت رنگ, علي ياورنيا و شهرام رضايي ,پيام ايران خودرو شماره 87 بهمن 84

برچسب ها:

آندسل ، آند سل ، ساخت آندسل، تعمیرات آندسل، تامین کننده آندسل، تامین کننده UF، تامین کننده اولترافیلتر، طراحی خط رنگ ED ،طراح خط رنگ ، آموزش خط رنگ کاتافورز، تامین فیلتر رنگ ، تامین کننده فیلتر رنگ، ساخت داخل آندسل، رنگ کاتافورز، رنگ آنافورز،رنگ خودرو، رنگED، رنگ غوطه وری ED، شرکت تامین کننده تجهیزات کاتافورز، فیلتر کیسه ای FSI، فیلتر کیسه ای EATON، فیلتر کارتریجی، مناقصه فیلتر کیسه ای ، سازنده خط رنگ کاتافورز در ایران، شرکت تخصصی کاتافورز، شرکت مشاوره خط رنگ ED، فایبرگلاس وان رنگ کاتافورز، عایق داخلی وان رنگ ، تامین رنگ ED، رنگ ED ، رنگ کاتافورز،رفع عیوب رنگ ED ، ممبران KOCH، ممبران SOLECTA، ممبران MICRODYN NADIR ، ممبرین چینی، ممبران آمریکایی ، ممبران رنگ ED، ممبران UF، ممبران آزمایشگاهی، ممبران خطوط رنگ ، ممبران KPAK،