اثری که در صنعت رنگ پودری به نام اثر قفس فارادی شناخته می شود در واقع بسیار قبل از شکوفایی صنعت رنگ پودری شناخته شده و در صنعت مورد استفاده قرار گرفته بود.
این پدیده که توسط مایکل فارادی به دنیای علم معرفی شد در اصل به معنی استفاده از یک قاب یا محفظه فلزی برای محافظت در برابر میدان های الکترومغناطیسی به کار میرود. فرایند این محافظت به این صورت است که قاب محفظه فلزی امواج میدان الکترو مغناطیسی را انتقال داده و مانع از عبور آنها از فضای میانی می شود. به این سیستم سپر فارادی هم گفته می شود.
این سیستم نه تنها در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد، بلکه در زندگی روزمره نیز آثار آن دیده می شود. به عنوان مثال در شرایط رعد و برق، برای سرنشینان یک خودرو به شرط بالا بودن شیشه ها، بدنه فلزی خودرو به عنوان یک سپر فارادی عمل کرده و در صورت برخورد صاعقه، برق را به زمین منتقل می کند و در این حالت احتمال آسیب دیدگی افراد داخل خودرو کاهش می یابد.
پدیده قفس فارادی در پوشش های پودری :
در صنعت رنگ پودری پدیده ی قفس فارادی به شکل دیگری اثر می کند. این پدیده، منجر به عدم نشست یکنواخت رنگ پودری در قسمتهای مختلف سطح می شود. برای آگاهی بیشتر از دلیل این مشکل باید در ابتدا با فرایند پاشش و نشست پودر های پوششی روی سطوح آشنا شویم.
فرایند اعمال پودر رنگ روی سطوح معمولا همراه با ایجاد جاذبه الکترو استاتیک بین ذرات پودر و سطح زیرآیند است. هدف از این کار متصل نگه داشتن ذرات پودر به سطح زیرآیند تا زمان ذوب رنگ و ایجاد پیوند های قوی بین رنگ پودری و سطح قطعه می باشد.
روشهای متداول برای پاشش پودر رنگ :
- استفاده از اسپری های کرونا: این نوع از اسپری در خروجی مجهز به یک الکترود است که هوای خروجی از سر اسپری را دارای بار منفی میکند. ذرات هوای یونیزه شده در مسیر عبور پودر از سر اسپری به سمت قطعه با آن همراه شده و در برخورد با این ذرات پودر باعث می شوند روی سطح ذرات پودر بار منفی تجمع کند. قطعه تحت رنگ آمیزی به ارت متصل است و در نتیجه با نزدیک شدن ذرات پودر به سطح آن، با انتقال الکترون های خود به زمین، دارای بار نسبی مثبت شده و ذرات پودر روی آن به واسطه جاذبه الکترو استاتیک می نشینند.
- استفاده از اسپری های ترایبو: در این نوع از اسپری، در حین عبور ذرات پودر رنگ از لوله اسپری، به واسطه مالش ذرات پودر به دیواره های تفلونی داخل لوله، بار مثبت تجمع می کند و هوای خروجی از اسپری یونیزه نیست. ذرات پودر پس از خروج از سر اسپری ماننده فرایند اسپری کرونا به سمت قطعه فلزی جذب می شوند با این تفاوت که این بار قطعه دارای بار نسبی منفی است.
در هر دو حالت اسپری کرونا و ترایبو، روی سطح ذرات پودر، بار الکتریکی به صورت ساکن ایجاد می شود و به همین دلیل در شرایطی که قطعه تحت رنگ آمیزی دارای شکل پیچیده و یا زاویه باشد، به دلیل تراکم بارهای هم نام در ذرات پودر و هوای همراه آنها، و تمایل بارهای هم نام به دفع یکدیگر، نشست رنگ با مشکل روبرو شده و در برخی قسمت ها پدیده عدم نشست رنگ یا ضخامت بسیار کم رنگ حتی در صورت پاشش مقدار زیادی از پودر روبرو خواهیم شد.
معمولا این مساله منجر به اعلام شکایت مصرف کننده رنگ پودری مبنی بر مشاهده موارد زیر می شود:
- عدم نشست یکنواخت رنگ پودری روی سطح
- ریزش زیاد رنگ پودری در حین اعمال
- عدم نفوذ رنگ به داخل شیار ها و زاویه های قطعات
لازم به ذکر است عدم نشست مناسب رنگ پودری روی قطعه علاوه بر آسیب به زیبایی قطعه، حفاظت پوشش از قطعه در برابر عوامل خورنده شمیایی و محیطی را نیز کاهش می دهد.
عوامل موثر بر ایجاد قفس فارادی:
- در اسپری های کرونا به دلیل وجود توام یون های هوا همراه با ذرات پودر باردار شده، معمولا اثر قفس فارادی بسیار بیشتر دیده می شود.
- در صورت وجود زوایا و شیارهای باریک در قطعه، اثر قفس فارادی افزایش می یابد.
- در پودر های دارای دانه بندی ریزتر احتمال افزایش قفس فارادی بیشتر است. علت این اتفاق، دانسیته بار روی ذرات است که در ذرات کوچک بیشتر است.
- در صورتیکه قطعه تحت رنگ آمیزی به صورت مناسبی به ارت متصل نشده باشد اثر قفس فارادی افزایش می یابد.
- در صورتیکه ولتاژ دستگاه اسپری بیش از حد نیاز بالا باشد، به دلیل افزایش تعداد یون های هوای موجود، اثر قفس فارادی افزایش خواهد یافت.
روشهای کاهش اثر قفس فارادی در فرایند پاشش رنگ های پودری
به منظور کاهش اثرات نامطلوب قفس فارادی می توان از راهکارهای زیر بهره برد:
- استفاده از اسپری ترایبو برای قطعات دارای اشکال پیچیده
- اطمینان از اتصال کامل دستگاه پاشش و همچنین قطعه تحت رنگ آمیزی با رنگ پودری به ارت
- تنظیم شرایط فشار پاشش پودر، فشار هوا و ولتاژ اسپری روی مقدارهای بهینه
- رعایت فاصله مناسب اسپری از سطح قطعه
- تنظیم دانه بندی رنگ پودری و حذف ذرات زیر ۱۰ میکرون از آن
- استفاده از ماده افزودنی بهبود دهنده بارپذیری رنگ پودری در فرمولاسیون رنگ. حضور این گروه از مواد افزودنی با روشهای زیر باعث بهبود نشست رنگ پودری روی سطح می شود:
الف- کمک به توزیع بهتر بارالکتریکی روی سطح ذرات رنگ پودری
ب- کمک به جذب بیشتر بار از یونهای هوا روی سطح رنگ
ج- کمک به تخلیه بهتر بار از روی سطح ذرات رنگ پودری پس از نشست روی سطح قطعه. این اتفاق باعث می شود ذرات رنگ پودری برای نشست ذرات بعدی ممانعت ایجاد نکنند و در نتیجه علاوه بر کاهش ضایعات پاشش رنگ، ضخامت پوشش به صورت موثر و یکنواخت افزایش پیدا کند.
برای دستیابی به اطلاعات بیشتر در مورد محصول بهبود دهنده بار پذیری شرکت ژاو افزونه آور اینجا کلیک کنید.