Zařízení pro nanášení povlaků je nepostradatelnou a důležitou součástí moderních průmyslových výrobních systémů. Je široce používáno v odvětvích, jako je automobilový průmysl, výroba domácích spotřebičů, železářství, stavba lodí, strojírenství, nábytek a železniční doprava. Jeho hlavním úkolem je rovnoměrně nanášet povlaky na povrch obrobků a vytvářet ochranné, estetické a funkční povlaky. Vzhledem ke složitým pracovním podmínkám v procesu nanášení povlaků, které zahrnují proudění vzduchu, kapaliny, prášky, chemické reakce, sušení za vysokých teplot a korozivní látky, musí být materiály používané při výrobě zařízení pro nanášení povlaků spolehlivé a přizpůsobivé, aby byl zajištěn dlouhodobý stabilní provoz, vysoce kvalitní povlaky a provozní bezpečnost.
Rozumný výběr materiálu pro povlakovací zařízení vyžaduje, aby inženýři plně rozuměli výkonnostním charakteristikám různých materiálů a dělali komplexní úsudky na základě provozního prostředí zařízení, procesních požadavků a ekonomických principů. Výrobci linek na výrobu povlaků analyzují zatížení a materiálové požadavky běžných součástí na základě funkční struktury povlakovacího zařízení, zkoumají použitelnost různých materiálů v povlakovacích zařízeních a jejich výhody a nevýhody a navrhují komplexní strategie a vývojové trendy pro výběr materiálů.
I. Základní struktura a klíčové komponenty povlakovacího zařízení
Zařízení pro nanášení povlaků se obvykle skládá ze systému předúpravy, systému dodávky povlaku, stříkacích zařízení, dopravníkového systému, sušicího zařízení, systému regenerace, ventilačního a odsávacího systému a řídicího systému. Struktura je složitá a provozní prostředí se liší. Každý systém plní různé funkce a vyžaduje různé materiály.
Systém předběžné úpravy zahrnuje vysokou teplotu, vysokou vlhkost a silné korozivní chemikálie.
Stříkací systém zahrnuje vysokorychlostní proudění vzduchu, riziko elektrostatického náboje vysokého napětí a elektrických výbojů.
Dopravníkový systém musí unést hmotnost obrobků a být v provozu po dlouhou dobu.
Sušicí zařízení je spojeno s problémy s ohřevem při vysokých teplotách a tepelnou roztažností.
Větrací systém vyžaduje potrubí a konstrukce ventilátorů odolné proti korozi a stárnutí.
Systém čištění odpadních plynů a regenerace nátěrů musí zvládat hořlavé, výbušné nebo vysoce korozivní plyny a prach.
Výběr materiálu proto musí odpovídat specifickým pracovním podmínkám každé funkční oblasti, bez univerzálního přístupu.
II. Základní principy pro výběr materiálu v zařízeních pro nanášení povlaků
Při výběru materiálů pro různé díly je třeba dodržovat následující základní zásady:
1Upřednostněte odolnost proti korozi
Vzhledem k tomu, že proces nanášení povrchových úprav často zahrnuje korozivní média, jako jsou kyselé a alkalické roztoky, organická rozpouštědla, nátěry a čisticí prostředky, musí mít materiál vynikající chemickou odolnost proti korozi, aby se zabránilo korozi, perforaci a strukturální degradaci.
2Odolnost vůči vysokým teplotám nebo tepelná stabilita
Součásti pracující ve vysokoteplotních sušárnách nebo spékacích pecích musí mít pevnost za vysokých teplot, dobré sladění koeficientu tepelné roztažnosti a odolnost vůči tepelnému stárnutí, aby se vyrovnaly se změnami teploty a tepelnými šoky.
3Mechanická pevnost a tuhost
Nosné části konstrukce, zdvihací systémy, kolejnice a dopravníky musí mít dostatečnou pevnost a odolnost proti únavě, aby byl zajištěn stabilní provoz bez deformací.
4.Hladký povrch a snadné čištění
Zařízení pro nanášení povrchových úprav jsou náchylná ke kontaminaci nátěry, prachem a dalšími znečišťujícími látkami, proto by materiály měly mít hladký povrch, dobrou přilnavost a snadno čistitelné vlastnosti, aby se usnadnila údržba.
5Dobrá zpracovatelnost a montáž
Materiály by měly být snadno řezatelné, svařovatelné, ohýbané, ražené nebo podrobené jinému mechanickému zpracování, což by se hodilo pro výrobu a montáž složitých konstrukcí zařízení.
6Odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost
Součásti, které jsou často v provozu nebo mají třecí kontakt, musí mít dobrou odolnost proti opotřebení, aby se prodloužila jejich životnost a snížila frekvence údržby.
7.Požadavky na elektrickou izolaci nebo vodivost
U elektrostatických stříkacích zařízení musí mít materiály dobré elektrické izolační vlastnosti, zatímco uzemňovací ochranná zařízení vyžadují materiály s dobrou elektrickou vodivostí.
III. Analýza výběru materiálů pro klíčové komponenty v zařízeních pro nanášení povlaků
1. Systém předúpravy (odmašťování, odstraňování rzi, fosfátování atd.)
Systém předúpravy často vyžaduje chemické ošetření povrchů obrobků kyselými nebo alkalickými kapalinami o vysoké teplotě. Toto prostředí je vysoce korozivní, takže výběr materiálu je obzvláště důležitý.
Doporučení materiálů:
Nerezová ocel 304/316: Běžně se používá pro fosfátování a odmašťování nádrží a potrubí, s dobrou odolností vůči kyselinám a zásadám a odolností proti korozi.
Ocelové desky s plastovou výstelkou (PP, PVC, PE atd.): Vhodné pro vysoce kyselá prostředí, s relativně nízkými náklady a silnou odolností proti korozi. Titanová slitina nebo FRP: Dobře funguje ve vysoce korozivním a vysokoteplotním prostředí, ale za vyšší cenu.
2. Stříkací systém (automatické stříkací pistole, stříkací kabiny)
Klíčem k úspěchu stříkacího zařízení je atomizace nátěru, řízení průtoku a prevence hromadění barvy a rizik elektrostatického výboje.
Doporučení materiálů:
Hliníková slitina nebo nerezová ocel: Používá se pro pouzdra stříkacích pistolí a vnitřní kanály, nabízí dobrou odolnost proti korozi a nízkou hmotnost.
Technické plasty (např. POM, PTFE): Používají se k potahování průtokových komponentů, aby se zabránilo shlukování a ucpávání barvy. Antistatické kompozitní materiály: Používají se na stěny stříkací kabiny, aby se zabránilo akumulaci statické elektřiny, která by mohla vést k jiskření a výbuchům.
3. Dopravníkový systém (kolejnice, závěsné systémy, řetězy) Nanášecí linky často používají řetězové dopravníky nebo pozemní válečkové dopravníky, které nesou těžké náklady a pracují po delší dobu.
Doporučení materiálů:
Legovaná ocel nebo tepelně zpracovaná ocel: Používá se pro ozubená kola, řetězy a pásy s vysokou pevností a vynikající odolností proti opotřebení.
Nízkolegovaná ocel odolná proti opotřebení: Vhodná pro oblasti s vysokým opotřebením, jako jsou odbočovací koleje nebo šikmé úseky.
Vysoce pevné kluzné prvky z technických plastů: Používají se v systémech pro snížení tření a tlumení nárazů ke snížení hluku a zlepšení plynulého chodu.
4. Sušicí zařízení (horkovzdušná pec, sušicí boxy) Sušicí prostor vyžaduje nepřetržitý provoz při teplotách v rozmezí 150 °C–300 °C nebo i vyšších s vysokými nároky na tepelnou stabilitu kovu.
Doporučené materiály: Tepelně odolná nerezová ocel (např. 310S):
Odolává vysokým teplotám bez deformace nebo oxidace.
Uhlíková ocel + vysokoteplotní nátěry: Vhodné pro sušicí tunely se středními až nízkými teplotami, cenově výhodné, ale s mírně kratší životností.
Žáruvzdorná vláknitá izolační vrstva: Používá se pro vnitřní izolaci stěn ke snížení tepelných ztrát a zlepšení energetické účinnosti.
5.Ventilační a odsávací systém
Používá se k regulaci proudění vzduchu, prevenci šíření toxických a škodlivých látek a k zajištění čisté dílny a bezpečnosti pracovníků.
Doporučení materiálů:
PVC nebo PP potrubí: Odolné vůči korozi způsobené kyselými a alkalickými plyny, běžně používané pro odsávání kyselé a alkalické mlhy.
Nerezové potrubí: Používá se k přepravě plynů o vysokých teplotách nebo plynů obsahujících rozpouštědla pro barvy.
Oběžná kola ventilátorů ze skelných vláken: Lehká, odolná proti korozi a vhodná pro prostředí s chemickým nátěrem.
6. Zařízení pro regeneraci a čištění odpadních plynů
Během procesů práškového lakování a lakování na bázi rozpouštědel vzniká prach a těkavé organické sloučeniny (VOC), které vyžadují regeneraci a čištění.
Doporučení materiálů:
Uhlíková ocel s nástřikem + antikorozní nátěr: Používá se pro sběrné nádoby a místnosti pro odsávání prachu, cenově výhodné. Nerezové filtrační pláště: Vhodné pro prostředí s vysokou koncentrací rozpouštědel a silnou organickou korozí.
Zásobníky s aktivním uhlím a zařízení pro katalytické spalování: Zahrnují reakce za vysokých teplot a vyžadují kovy nebo keramiku odolnou vůči vysokým teplotám.
IV. Environmentální a bezpečnostní faktory při výběru materiálu
Nátěrové dílny často čelí následujícím rizikům:
Hořlavost a výbušnost organických rozpouštědel: Materiály by měly mít antistatické a protijiskrové vlastnosti se spolehlivým uzemněním.
Rizika výbuchu prachu: Vyhněte se materiálům, které jsou náchylné k hromadění prachu nebo jeho vznícení, zejména v uzavřených prostorách.
Přísná kontrola emisí VOC: Výběr materiálu by měl zohledňovat environmentální udržitelnost a zabránit sekundárnímu znečištění.
Vysoká vlhkost nebo korozivní plyny: Používejte antioxidační, antikorozní a povětrnostně odolné materiály ke snížení frekvence údržby zařízení.
Při navrhování by výrobci výrobních linek na lakování měli zvážit výběr materiálu, konstrukční řešení, bezpečnostní normy a provozní podmínky společně, aby se předešlo častým výměnám a bezpečnostním rizikům.
V. Ekonomické a údržbářské aspekty při výběru materiálu
Při výrobě zařízení pro nanášení povrchových úprav ne všechny díly vyžadují drahé vysoce výkonné materiály. Racionální konfigurace materiálového gradientu je klíčem ke kontrole nákladů a zajištění výkonu:
Pro nekritické oblasti lze zvolit cenově výhodnou uhlíkovou ocel nebo běžné plasty.
Pro vysoce korozivní nebo teplotně ohrožené oblasti by měly být použity spolehlivé materiály odolné proti korozi a vysokým teplotám.
U často opotřebovaných dílů lze pro zvýšení efektivity údržby použít vyměnitelné komponenty odolné proti opotřebení.
Technologie povrchových úprav (jako je stříkání, antikorozní povlaky, galvanické pokovování, oxidace atd.) výrazně zlepšují vlastnosti běžných materiálů a mohou nahradit některé drahé suroviny.
VI. Trendy budoucího vývoje a směry materiálových inovací
S pokrokem v průmyslové automatizaci, environmentálních předpisech a udržitelné výrobě čelí výběr materiálů pro zařízení na nanášení povrchů novým výzvám:
Zelené a ekologické materiály
Nové kovy a nekovy s nízkými emisemi těkavých organických sloučenin, recyklovatelné a netoxické, se stanou běžnou součástí.
Vysoce výkonné kompozitní materiály
Použití plastů vyztužených skelnými vlákny, kompozitů z uhlíkových vláken a dalších dosáhne synergického zlepšení hmotnosti, odolnosti proti korozi a strukturální pevnosti.
Inteligentní materiálové aplikace
„Chytré materiály„Technologie s teplotním snímáním, elektrickou indukcí a funkcemi samoopravy budou postupně aplikovány na zařízení pro nanášení povlaků, aby se zlepšila úroveň automatizace a schopnosti predikce poruch.
Optimalizace technologie povlakování a povrchového inženýrství
Laserové navařování, plazmové stříkání a další technologie zlepší povrchové vlastnosti běžných materiálů, sníží náklady na materiál a zároveň prodlouží životnost.
Čas zveřejnění: 15. září 2025
