Лакокрасочные материалы применяются, как правило, комплектно. При создании лакокрасочных покрытий на изделие последовательно наносят грунт, шпатлевку, эмаль и лак. Общая толщина покрытия составляет 60-100 мкм, а иногда и больше. Все слои наносятся тонким слоем для создания оптимальных условий для испарения растворителей и отверждения материалов. Поэтому лакокрасочные покрытия формируют в несколько слоев, каждый последующий слой наносят после высыхания предыдущего. Технологические операции процесса окраски называют в соответствии с названием наносимого материала: грунтованием, шпатлеванием, окраской, лакированием.

При нанесении лакокрасочных материалов большое влияние на качество покрытия оказывает подготовка окрашиваемой поверхности.

Для увеличения адгезионной связи покрытия с поверхностью окрашиваемого изделия ее тщательно очищают от загрязнений и придают ей необходимую шероховатость.

Очистку поверхности производят механическими и химическими способами. При механических способах используют механизированный абразивный инструмент, пескоструйную и гидроабразивную обработку, а также галтовку, применяемую для очистки поверхности мелких металлических деталей. Галтовка осуществляется во вращающемся барабане, в который загружают очищаемые детали и очищающие чугунные мелкие изделия с острыми гранями.

Химическая очистка предназначена для удаления грязи и масла с поверхности окрашиваемых изделий. Для этого используют щелочные растворы, в которые добавляют эмульгаторы и поверхностно-активные вещества, легкокипящие жидкости (растворители) или эмульсию растворителя в воде. У каждого из этих способов есть свои преимущества и недостатки, поэтому при выборе материала для обезжиривания поверхности руководствуются технологической целесообразностью и возможностями производства.

Иногда для очистки металлических изделий используют травление поверхности с помощью кислот и щелочей.

Для улучшения адгезии лакокрасочных покрытий к металлу производят его фосфатирование и оксидирование. Фосфатирование заключается в образовании на металлической поверхности пористой пленки солей ортофосфорной кислоты - Zn 3 (P0 4) 2 Fe 3 (P04)2. Фосфатная пленка имеет мелкокристаллическую структуру и обладает высокой прочностью при ударе и изгибе.

Для подготовки к окраске алюминиевых изделий их поверхность оксидируют, т. е. на ней создают тончайшую (5-25 мкм) прочную оксидную пленку. Чаще всего применяют анодное оксидирование, при котором оксидная пленка создается с использованием в качестве электролита 20%-ного раствора серной кислоты. При химическом оксидировании используют сложные растворы окислителей.

При окрашивании металлов на подготовленную поверхность сначала наносят грунтовку, которая служит подслоем для нанесения лакокрасочного покрытия. Иногда грунтовка применяется в качестве самостоятельного защитного покрытия. Грунтовка должна обеспечивать высокую адгезию покрытия к металлу и обладать защитными свойствами. Это достигается сочетанием соответствующих пленкообразующих полимеров со специальными пигментами - ингибиторами коррозии металла, введением в композицию различных поверхностно-активных веществ и других добавок.

Грунтовки для металлов подразделяют на несколько типов.

Пассивирующие грунтовки содержат в своем составе наряду с пигментами хроматы и фосфаты.

Фосфатирующие грунтовки помимо пассивирующего действия, обеспечиваемого хроматными пигментами, фосфатируют металл вследствие присутствия в них фосфорной кислоты.

Протекторные грунтовки содержат большое количество цинковой пыли, что обеспечивает катодную защиту металлов, особенно эффективную в морской воде.

Изолирующие грунтовки содержат в качестве пигментов железный сурик и цинковые белила и защищают металл от проникновения влаги.

Преобразователи ржавчины содержат фосфорную кислоту, вступающую в химическое взаимодействие с продуктами коррозии на поверхности металла и преобразующую их в подслой под лакокрасочные покрытия.

Для выравнивания и исправления микро- и макродефектов поверхности применяют полимерные шпатлевки , которые производят на лаковой, масляной или клеевой основе. Шпатлевки содержат большое количество пигментов и наполнителей. Сухой остаток в шпатлевках достигает 80 %. Толщина слоя шпатлевки в отдельных случаях может доходить до 1 мм, а иногда и больше. Во избежание растрескивания на таких участках шпатлевка наносится в несколько слоев. Каждый последующий слой наносится после отверждения предыдущего.

Шпатлевки представляют собой пастообразную массу, которую наносят на поверхность шпателем. Некоторые жидкие шпатлевки наносят пневмораспылителем или кистью. После сушки зашпатлеван- ные участки подвергаются шлифованию ручным или механизированным способом.

Нанесение лакокрасочных материалов производится следующими способами:

• пневматическим распылением с помощью сжатого воздуха;
• безвоздушным распылением под высоким давлением;
• распылением в электрическом поле высокого напряжения;
• аэрозольным распылением с использованием в составе лакокрасочного материала сжиженных газов;
• окунанием;
• обливанием;
• электроосаждением в ванне с водоразбавляемым лакокрасочным материалом;
• валиками и кистями с использованием трафарета и без него.

Электроосаждение на катоде или аноде из водоразбавляемых лакокрасочных материалов, называемое электрофорезом, является наиболее экономичным способом нанесения лакокрасочных покрытий, особенно на изделия со сложной геометрией, например, кузов автомобиля.

Благодаря высокой проникающей способности водоразбавляемых лакокрасочных материалов метод электрофореза позволяет наносить их тонким равномерным слоем и на наружные, и на скрытые внутренние поверхности окрашиваемого изделия.

Порошковые краски, не содержащие растворители, наносят напылением в электрическом поле. При этом окрашиваемому изделию и порошкообразной полимерной краске сообщают заряды противоположного знака, в результате чего частицы дисперсной краски осаждаются на поверхности противоположно заряженного изделия, а затем сплавляются в печи.

Отверждение лакокрасочных материалов производится следующими способами:

• сушкой при температуре окружающего воздуха. Ее применение ограничено, так как многие лакокрасочные материалы, пленко- образование которых осуществляется в результате химического взаимодействия компонентов, не позволяют получать покрытия с высоким качеством без нагрева;
• конвективным нагревом горячим воздухом в специальных камерах;
• радиационным нагревом под действием инфракрасного излучения;
• индукционным нагревом в переменном электромагнитном поле;
• под воздействием ультрафиолетовых лучей. Этот способ применяется для сушки лакокрасочных материалов на основе растворов олигомеров в мономерах, способных к совместной полимеризации, например, для полиакрилатных эмалей.

Выбор технологии отверждения определяется химической природой лакокрасочного материала, необходимой для его отверждения температурой и возможностями нагрева окрашиваемого изделия. В тех случаях, когда производят окраску изделий из полимеров или других материалов с низкой теплостойкостью, температура отверждения лакокрасочного материала должна быть существенно ниже допустимой температуры их нагрева. Например, для изделий из аморфных полимеров температура отверждения должна быть на 30-40 °С ниже их температуры стеклования.

Короткий путь http://bibt.ru

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

Методы нанесения лакокрасочных покрытий.

Лакокрасочные покрытия обычно состоят из нескольких слоев. Нижний слой лакокрасочного покрытия, непосредственно соприкасающийся с окрашиваемой поверхностью, называется грунтовочным. Его назначение — обеспечить надежное сцепление с поверхностью. Следующим за грунтом идет шпатлевочный слой. Его назначение — выравнивание поверхности. Далее располагают промежуточные слои для увеличения водо- и светостойкости покрытия и покровные для придания поверхности нужного цвета, блеска, укрывистости и т. д.

Лакокрасочные покрытия наносят на поверхность кистью, окунанием, обливанием, распылением и другими методами. Выбор метода зависит от масштабов производства, габаритов детали, формы и требований, предъявляемых к поверхности.

Нанесение покрытия методом окунания удобно при массовой окраске деталей простой формы с хорошо обтекаемой поверхностью.

Нанесение покрытий методом обливания пригодно для окраски деталей больших размеров, но простой конфигурации.

Нанесение покрытий методом распыления в настоящее время является наиболее распространенным и высокопроизводительным; применяется этот метод для окраски медленно- и быстросохнущими материалами. Различают воздушное распыление и распыление в электростатическом поле. Воздушное распыление заключается в том, что краска поступает в краскораспылитель под давлением сжатого воздуха, раздробляется на капли и переносится на поверхность.

Основным недостатком воздушного распыления является образование в окружающем воздухе тумана, состоящего из мельчайших частиц краски. Потери краски на туманообразование составляют около 50%; поэтому необходимо создать специальные краскораспылительные камеры.

Распыление в электростатическом поле состоит в том, что частицы краски приобретают при распылении отрицательный заряд и притягиваются поверхностью детали, заряженной положительно. При распылении в электростатическом поле резко сокращаются потери краски на туманообразование и возрастает производительность труда вследствие автоматизации процесса.

Заключительной операцией после окрашивания является сушка, которая производится:

1) в сушильных шкафах или камерах, снабжаемых в качестве источника тепла паровыми змеевиками или обогреваемых теплым воздухом, предварительно нагретым электрическими или газовыми обогревателями; нагрев детали и сушка производятся за счет конвекции;

2) в рефлекторных сушилках, основанных на принципе концентрации тепловой энергии электрических ламп на поверхности окрашенных деталей при помощи рефлекторов;

3) в индукционных сушилках с использованием для сушки деталей т. в. ч.

Первый способ сушки деталей пригоден для мелкосерийного производства, а второй и третий—для серийного и массового производства.

Технологический процесс окраски включает следующие операции: подготовку поверхности под окраску, грунтование, шпатлевание, шлифование, окраску, сушку, контроль качества покрытия.

Для деталей тракторов и комбайнов, испытывающих в процессе эксплуатации сильные вибрации, шпатлевание не применяют, так как шпатлевочные слои разрушаются и отслаиваются.

Грунтование – одна из наиболее ответственных операций, которая создает прочное сцепление между окрашиваемой поверхностью и последующими лакокрасочными слоями, а также обеспечивает защитную способность покрытия. Грунтуют поверхность сразу же после ее подготовки. Грунтовку наносят кистью, краскораспылителем или другими способами. При окраске оборудования, эксплуатируемого в условиях повышенной влажности или в атмосферных условиях, грунтование рекомендуется производить кистью для удаления пленки воды (если она имеется на поверхности) в процессе растушевывания краски. Грунт наносят ровным слоем толщиной 15...20 мкм. При глянцевой поверхности грунт нужно слегка зачистить мелкой наждачной бумагой (шкуркой).

При выборе грунтовок учитывают их назначение, физико-малярные характеристики, совместимость грунтовок с защищаемой поверхностью, шпатлевкой и эмалями.

Шпатлевание применяется для выравнивания загрунтованной поверхности. Шпатлевку следует наносить слоем не более 0,5 мм, в противном случае толстые слои шпатлевки теряют эластичность и при эксплуатации могут растрескиваться, в результате понижаются защитные свойства покрытия. Общая толщина слоя шпатлевки может быть 1…1,5 мм. На загрунтованную поверхность наносят вначале местную шпатлевку, а затем сплошную. Каждый слой шпатлевки хорошо высушивают. Число слоев не должно быть больше трех. В случае применения большего количества слоев между ними наносят слой грунтовки.

Шлифование . Шероховатую зашпатлеванную поверхность после высыхания шлифуют, чтобы сгладить неровности. При шлифовании под воздействием абразивных зерен обрабатываемая поверхность становится матовой. Шлифование может быть сухим и с применением охлаждающей жидкости. При шлифовании покрытии на основе масляно-лаковых и алкидных лакокрасочных материалов в качестве охлаждающей жидкости применяется вода; на основе перхлорвиниловых, эпоксидных и нитроцеллюлозных материалов – вода или уайт-спирит.

Для шлифования покрытия применяется шкурка на бумажной или тканевой основе, зернистость которой в зависимости от вида обрабатываемого покрытия приведена в табл. 16.

Таблица 16.

Зернистость шкурок для шлифования покрытий

Окраска . На загрунтованную и отшлифованную поверхность наносят один или два слоя эмали. Окрашенная поверхность должна быть ровной и блестящей. Не допускается просвечивание грунтовки или шпатлевки, подтеков, сорности и повреждений слоя.

Окраску машин делят на капитальную, ремонтную и профилактическую.

Ремонтную и профилактическую окраску проводят без разборки. Профилактическую окраску выполняют при мелких повреждениях перед постановкой на хранение, ремонтную – при повреждениях лакокрасочного материала до 50 % от общей поверхности; капитальную – при разрушении более 50 % защищаемой поверхности. При капитальном ремонте машины разбирают на узлы и детали. При выборе лакокрасочных материалов для окраски руководствуются требованиями ГОСТ 5282-75.

Сушка. Для получения твердой пленки лакокрасочное покрытие должно хорошо просохнуть. В процессе сушки вначале интенсивно испаряется растворитель или разбавитель, а затем формируется пленка с образованием сложных молекул.

Повышенная температура сушки сокращает длительность процесса и повышает качество покрытия. Температура сушки определяется свойствами лакокрасочных материалов. Применяют естественную, конвективную, терморадиационную сушку лакокрасочных материалов.

Продолжительность естественной сушки – 24…48 ч, при этом не все лакокрасочные материалы переходят в необратимое твердое состояние. Конвективная сушка наиболее распространена, но недостаточно эффективна. Терморадиационная сушка (облучение инфракрасными лучами) наиболее совершенна, отличается сокращением продолжительности процесса, простотой и легкостью регулировки.

Контролируют качество покрытия визуально при нормальном дневном или искусственном освещении.

Внешний вид лакокрасочных покрытий комбайнов для уборки зерновых колосовых культур должен соответствовать III классу, остальных сельскохозяйственных машин – IV классу.

Цвет покрытий сравнивают с утвержденными цветовыми эталонами или с эталонными образцами.

Толщину покрытий определяют при помощи толщиномеров ИТП-1 на поверхности изделий или образцах-свидетелях. Для этой цели применяют также микрометры КИ-025, приборы типа 636 (от 10 до 1000 мкм), приборы ТПН-IV, ТЛКП и др.

Толщину пленки можно определить по расходу лакокрасочного материала (МРТУ 6-10-699-67, МИ-1). Этот способ применяется в тех случаях, когда невозможно измерить толщину пленки другими методами.

Адгезию пленки определяют по ГОСТ 15140-78 методом отслаивания (количественный метод), а также путем решетчатых и параллельных надрезов – качественный метод.

При правильном выполнений технологических операций восстановления лакокрасочных покрытий долговечность их должна соответствовать сроку службы машин до капитального ремонта при условии соблюдения ГОСТ 7751-85 (Техника, используемая в сельском хозяйстве. Правила хранения.) и инструкции по эксплуатации машин.

Лакокрасочные материалы в условиях ремонтного производства можно наносить пневматическим и безвоздушным распылением в электрическом поле высокого напряжения, кистью, ручными валиками и т.д.

Пневматическое распыление. Методом пневматического распыления можно наносить практически все выпускаемые промышленностью эмали, краски, лаки, грунтовки, в том числе быстросохнущие и с малым сроком годности на изделия простой и сложной конфигурации, различных габаритных размеров и назначения.

Основные преимущества метода пневматического распыления:

1) простота и надежность в обслуживании окрасочных установок;

2) получение покрытий хорошего качества на деталях сложной конфигурации различных размеров;

3) применение этого метода в различных производственных условиях при наличии источника сжатого воздуха с давлением 0,2...0,6 МПа и системы вытяжной вентиляции.

К недостаткам метода относятся:

1) большие потери лакокрасочного материала, составляющие от 25 до 50 %;

2) неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия труда;

3) необходимость мощной системы вытяжной вентиляции и очистных устройств;

4) большой расход растворителей для разведения лакокрасочных материалов до рабочей вязкости.

Метод позволяет наносить быстросохнущие лакокрасочные материалы (нитролаки, нитроэмали). При безвоздушном распылении краска распыляется в струе сжатого воздуха, образуя туман, который переносится на окрашиваемую поверхность. Производительность – 30…40 м 2 /ч.

Безвоздушное распыление . Сущность метода – распыление лакокрасочного материала под воздействием высокого гидравлического давления, создаваемого насосом, по внутренней полости распыляющего устройства и вытеснение лакокрасочного материала через отверстие сопла. При этом легколетучая часть растворителя интенсивно испаряется, что сопровождается увеличением объема краски и ее дополнительным диспергированием. В основе метода лежит известное в гидравлике явление дробления жидкости при истечении через отверстие со скоростью, превышающей критическую, ниже которой не происходит дробление. Необходимая критическая скорость истечения при безвоздушном распылении достигается подачей лакокрасочного материала к соплу распылителя под высоким давлением (4…10 МПа). Одной из главных особенностей этого метода является окрасочный факел с четкими границами, практически одинаковой плотности, равномерный по всему сечению с незначительным туманообразованием.

Преимущества безвоздушного распыления перед пневматическим:

1) экономия до 20 % лакокрасочных материалов;

2) экономия растворителей в результате применения более вязких лакокрасочных материалов;

3) уменьшение трудоемкости работ в связи с получением утолщенных слоев покрытия;

4) снижение затрат на эксплуатацию распылительных камер в результате их более легкой очистки и возможности использовать менее мощную вентиляцию;

5) улучшение условий труда.

К недостаткам метода относятся:

1) трудность применения метода для окраски деталей сложной конфигурации;

2) метод нельзя применять для лакокрасочных материалов, которые нельзя нагревать, которые содержат легко выпадающие в осадок пигменты и наполнители; при окраске изделий минимальным факелом и при получении высокодекоративных покрытий.

Электростатическое распыление. Сущность метода заключаете в том, что частицы краски, попадая в зону электрического поля, приобретают заряд и осаждаются на заземленной поверхности, имеющей противоположный заряд. Чтобы обеспечить подвижность заряженных частиц краски, требуется высокое напряжение электрополя (70…120 кВ), которое создается между отрицательным заряженным коронирующим электродом и заземленным конвейером с окрашиваемыми деталями. В качестве коронирующего электрода используют медную сетку или приспособления для подачи краски.

Метод имеет следующие преимущества:

1) сокращение расхода лакокрасочных материалов на 30...70 % по сравнению с пневматическим распылением;

2) сокращение затрат на оборудование вентиляционных устройств;

3) возможность комплексной механизации и автоматизации процесса;

4) повышение культуры производства и улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

К недостаткам метода относятся:

1) неполное прокрашивание изделий сложной конфигурации, имеющих глубокие впадины, сочетания сложных сопряжений и внутренних поверхностей;

2) лакокрасочный материал должен иметь удельное объемное электрической сопротивление 10…107 Ом см;

3) необходимость высококвалифицированного обслуживания оборудования.

1. Подготовка поверхности производится с целью удаления дефектов поверхности, заусенцев, грата, создание требуемой шероховатости поверхности. От качества подготовки поверхности во многом зависит качество покрытия, прочность его соединения с поверхностью изделия и декоративные свойства покрытия. В ряде случаев этот этап обладает значительной трудоемкостью.

Для снижения шероховатости поверхности применяют абразивную зачистку, гидроабразивную обработку. Для удаления заусенцев и грата применяется галтовка, электрохимическая обработка и т.д.

Удаление окалины, ржавчины эффективно производится песко- и дробеструйной обработкой, зачисткой иглофрезами и т.д.

Непосредственно перед нанесением покрытия производится обезжиривание, которое проводят в щелочных растворах или в органических растворителях. Процесс обезжиривания значительно интенсифицируется при применении ванн с ультразвуковыми колебаниями растворителя.

В ряде случаев, для повышения адгезии покрытия и поверхности металлического изделия производится специальная химическая или гальваническая подготовка поверхности (фосфатирование, анодирование, оксидирование).

Для усиления защитного эффекта стальные детали перед лакокрасочным покрытием иногда покрывают цинком, кадмием или никелем.

2. Нанесение покрытия В зависимости от заданной структуры покрытия технология его нанесения может включать: грунтование, шпатлевание, шлифование шпатлевки, окрашивание, лакирование и отделку покрытия.

Грунтование производится с целью создания хорошей адгезии с покрываемой поверхностью и последующими слоями покрытия.

Шпатлевание применяется для выравнивания поверхности и имеет высокую трудоемкость как нанесения, так и последующего выравнивания шлифованием. Оно способно существенно улучшить внешний вид изделия, но снижает защитную способность покрытия, поэтому для поверхностей, находящихся в агрессивных средах, не применяется. Шпатлевание часто применяется при отделки литых корпусов машин, так как позволяет скрыть дефекты поверхности отливок и придать машине оптимальные декоративные качества.

Окрашивание может осуществляться воздушным распылением, распылением в электрическом поле, окунанием, струйным обливом, безвоздушным распылением, нанесением полимерных порошковых красок во взвешенном слое, окраской валиками или кистью.

Выбор метода окрашивания зависит от типа производства, размеров и формы заготовки.

Окрашивание распылением краски на мельчайшие частицы сжатым воздухом наиболее распространено. Позволяет наносить краску равномерно, без потеков и в труднодоступных местах сложных по форме заготовок (рис.6.2,а). Распыление краски возможно и без применения сжатого воздуха за счет ее подачи в головку под высоким давлением и диспергирования при истечении из специального сопла (рис.6.2,б). Эффективность того или иного способа зависит от вязкости наносимого состава, условий применения.

Окрашивание распылением требует применения специальных окрасочных камер (рис.6.3), оборудованных вытяжными устройствами, так как образующийся туман краски и пары растворителя токсичны и взрывоопасны.

При распылении краски в электрическом поле частицы краски, приобретая заряд в распылителе, осаждаются на заготовку, имеющую электрический заряд противоположного знака. При этом сокращаются потери краски, но возможно окрашивание только простых по форме заготовок, так как частицы краски не проникают во внутренние полости заготовки.

Если производить распыление краски в вакуумную камеру, то снижается расход краски, резко улучшаются условия труда, улучшается качество покрытия, за счет отсутствия газовых пузырей, и быстрее происходит процесс сушки покрытия. Но в этом случае возможно применение только безвоздушных распылительных головок.

Способы окрашивания обливанием или окунанием отличаются простотой, легко автоматизируются, применяются для мелких и средних деталей. При их реализации иногда возникают натеки покрытия, которые могут быть устранены интенсивными механическими воздействиями после окунания (встряхиванием, вибрацией, вращением заготовки).

В этом случае создание покрытия осуществляется за счет последующего оплавления порошка в термокамерах, потоком горячего воздуха или воздействием открытого пламени. При соответствующих размерах изделия оно может в нагретом состоянии (140…220°С помещаться в порошкообразную среду, интенсивно перемешиваемую сжатым воздухом (псевдокипящий слой). Частицы полимера плавятся на поверхности заготовки и образуют сплошную прочную пленку.

3. Сушка покрытия осуществляется в специальных камерах (рис.6.5). Источником нагрева покрытия может быть обдув горячим воздухом или облучение мощными лампами. При сушке производится удаление летучих веществ (растворителей) из красок или лаков. В некоторых случаях нагрев покрытия необходим для ускорения процессов полимеризации в покрытии, например, при нанесении эпоксидных эмалей.

4. Отделка покрытия применяется в случае особо высоких декоративных требований и включает обычно абразивную зачистку промежуточных слоев покрытия с последующим полированием лакового слоя специальными пастами. При этом используется автоматизированное оборудование, промышленные роботы или ручной механизированный инструмент.

Технология нанесения гальванических покрытий

Количество осажденного металла на участке поверхности заготовки при электрохимическом осаждении зависит от плотности тока и времени обработки. Так как плотность тока в электролите практически всегда неравномерна, что связано с различными расстояниями до разных участков заготовки от анода, повышенной напряженностью электрического поля у острых углов заготовки, рассеивающей способностью электролита, различной его температурой и концентрацией в разных участках гальванической ванны, то на поверхности заготовки толщина слоя покрытия также будет неравномерна (рис.6.6).

Поэтому на острых наружных углах заготовки происходит значительно большее осаждение покрытия (рис.6.6,б), а острые внутренние углы могут вообще оказаться не покрытыми (рис.6.6,в). Внутренние же полости изделия могут экранироваться от протекающего через электролит тока выступающими, наружными поверхностями заготовки (рис.6.6,г). Поэтому при проектировании изделия, в котором предполагаются поверхности с гальваническим покрытием, следует учитывать рекомендации специальной литературы.

Для обеспечения равномерности покрытия применяют профилированные катоды, повторяющие эквидистантно профиль заготовки и обеспечивающие равномерную плотность тока на всей покрываемой поверхности. Применяют также экранирующие аноды и катоды, вспомогательные аноды.

При разработке специальных электролитов для гальванических покрытий в их состав вводят вещества, повышающие рассеивающую способность электролита, т.е. способность обеспечить равномерную плотность тока на поверхности заготовки при различном расстоянии участков ее поверхности от анода.

При гальваническом покрытии мелких изделий их помещают в специальные барабаны с перфорированными стенками, при вращении которых в электролите изделия интенсивно перемешиваются, причем электрический ток поступает к заготовке через соседние заготовки. В этом случае также на закрытых (электрически экранированных) участках толщина покрытия может быть значительно меньше, чем на наружных поверхностях.

Технологический процесс гальванического покрытия может включать операции подготовки поверхности (механическая зачистка, обезжиривание, химическая активация), непосредственно покрытия (в случае многослойного покрытия состоящего из нескольких этапов с промежуточными промывками), операции промывки, сушки. В некоторых случаях проводится дополнительное полирование, осуществляемое механической или химической обработкой.

Таким образом, гальваническое производство требует применения множества ванн с различными электролитами, водой, находящихся при разной температуре, оснащенных нагревательными или охлаждающими устройствами.

Эти ванны располагают в требуемой технологической последовательности и оборудуют специальными транспортно-загрузочными устройствами для переноса изделия из ванны в ванну и выдержке его там требуемое время.

Все эти функции реализованы в автоматических линиях гальванического производства (рис.6.7). Следует отметить, что гальваническое производство представляет определенную экологическую опасность, что сдерживает развитие применения этого вида покрытий.

Металлизация пластмасс

В производстве бытовой техники широкое применение получили гальванические металлические покрытия пластмассовых изделий. Это связано с тем, что технологии переработки пластмасс позволяют получать сколь угодно сложные по форме изделия с низкой шероховатостью поверхности. Но такая поверхность в ряде случаев не обладает высокой износостойкостью. Кроме того, металлические покрытия в этом случае могут значительно улучшать внешний вид изделия (рис.6.8).

Нанесение металлических гальванических покрытий на не проводящие ток поверхности, возможно только после их соответствующей обработки, позволяющей создать на поверхности тонкий токопроводящий слой.

В простейшем случае (в практике старинных художественных мастерских) поверхность изделия покрывали тонким слоем графита. В настоящее время поверхность активируют, обрабатывая ее в солях металлов, которые после соответствующей обработки разлагаются, выделяя частицы металла на поверхности заготовки. Так, обработка изделия в растворе азотнокислого серебра с последующим облучением ультрафиолетовыми лучами позволяет получить на поверхности тонкую пленку серебра, на поверхность которой можно осадить гальванически требуемое покрытие.

Лазерная стереолитография

Лазерная стереолитография – технологический метод послойного изготовления моделей, практически любой формы и сложности из жидких композиций, полимеризующихся под действием лазерного излучения.

Особенностью данного процесса является использование компьютерной 3-D модели, которая может быть автоматически преобразована соответствующими программами в геометрические образы плоско -параллельных сечений с заданным шагом. Отверждение же модели производится послойно в специальной установке (рис.7.1).

Лазер 1 генерирует световой луч, который концентрируется в пятно размером 0,1 …0,2 мм оптической системой. Световое пятно может перемещаться в горизонтальной плоскости оптическим сканером 2, работающим под управлением компьютера.

В ванне 3 находится жидкий фотополимер (ФП) 4, способный затвердевать при интенсивном воздействии излучения лазера. Первое сечение заготовки 5 полимеризуется на поверхности столика 6, который подводится к поверхности жидкости так, чтобы ее слой над поверхностью столика составлял 0,1…0,2 мм. После отвердевания первого слоя стол с заготовкой опускается на величину шага между сечениями, на поверхности первого слоя появляется слой жидкости, который также засвечивается и полимеризуется. При этом слои оказываются связанными между собой в твердом состоянии. После образования последнего слоя, столик поднимается и заготовка может быть извлечена из рабочей зоны (рис.7.2).

Интересной особенностью метода является практическое отсутствие ограничений на получаемую форму изделия. Так можно образовать в изделии замкнутые полости любой сложности, естественно, если предусмотреть отверстия для последующего удаления из них жидкого фотополимера.

Габариты изделий определяются особенностями конструкции оборудования (рис.7.3) и достигают 500 мм по трем координатам.

Точность размеров определяется особенностями метода (размером светового пятна, шагом между сечениями) и достигает 0,2 мм и выше.

Достоинствами метода являются:

Гибкость и быстрота перенастройки на изготовление различных изделий

(срок от конструкторской идеи до выпуска изделий может составлять от нескольких часов до нескольких дней);

Минимизация затрат на подготовку производства;

Совместимость с существующими системами компьютерного проектирования;

Совместимость с некоторыми технологическими методами изготовления пластмассовых и металлических изделий (литье под давлением, литье по выплавляемым (выжигаемым) моделям);

Изделия, полученные этим методом могут быть использованы:

В качестве моделей, позволяющих проверить некоторые конструкторские идеи, эргономические факторы, эстетическое впечатление;

В качестве модельной оснастки при литье;

В качестве оснастки при изготовлении электродов при электроэрозионной и электрохимической обработке;

При изготовлении объектов по данным компьютерных томографов, позволяющих врачам моделировать проведение медицинских воздействий и изготавливать точные протезы, например сосудов;

При изготовлении моделей по данным координатно-измерительных машин и других видов объемного зондирования, например, в криминалистике, археологии.

Прочность материала модели не позволяет использовать ее как конструкционную деталь машины или изделие, применяемое в быту.

Но она может быть эффективно использована при изготовлении прессформы (рис.7.4) для литья под давлением изделий из термопластов. Такие прессформы можно изготавливать из силиконовых пластиков и композиций, отверждаемых при температуре около 400°С.

Модель можно использовать и при создании керамической формы в которую после прокаливания, может заливаться жидкий металл (рис.7.5).

Рис.7.6 Модели ювелирных украшений и модели игрушек, изготовленных лазерной стереолитографией
Рис.7.7 Модели корпусов приборов, изготовленных методом лазерной стереолитографии

При 3D художественном проектировании украшений, игрушек, предметов декоративного оформления, фурнитуры и т.д. полностью оценить эстетическое восприятие можно только по физической модели изделия, которая может быть получена лазерной стереолитографией (рис.7.6)

Процесс лазерной стереолитографии при создании элементов технических устройств (рис.7.7) позволяет на моделях проверить эргономические свойства будущего изделия, возможности сборки, размещения элементов и т.д. В условиях единичного и мелкосерийного производства полученные модели позволяют значительно сократить время на подготовку производства.

Последнее десятилетие на российском строительном рынке отмечено активным появлением большого количества новых строительных материалов и технологий. Их появление изменило как сам подход к выполнению работ, так и общие тенденции в отделке интерьеров и фасадов. Так, например, вновь стала актуальной окраска стен и потолков, но уже на более высоком технологическом уровне. Это обеспечивается, прежде всего, качественным улучшением декоративных и эксплутационных свойств лакокрасочных покрытий и расширением видов оснований под окраску.

Отечественным строителям на ходу приходится осваивать новые, передовые технологии, учась часто на своих собственных ошибках. К сожалению, практически отсутствуют специализированные центры обучения, грамотное сопровождение продаж и техническая поддержка. В результате при выполнении работ нарушаются элементарные технологические правила, а строители рассчитывают, что высококачественный финишный материал покроет все огрехи подготовительных этапов работ. Однако статистика рекламаций лакокрасочных покрытий показывает, что:

около 70 % всех причин дефектов является неправильная подготовка основания,

около 15 % - неправильный выбор системы окраски,

около 10 % - несоблюдение технологии нанесения

и только 5 % - некачественная краска.

Подготовка основания

Приступая к работе, маляр должен оценить качество основания. Для этого используется прежде всего визуальный контроль. При этом определяется вид и состояние материала основания, видимые повреждения, выявляются технологические ошибки его выполнения. Вид и состав основания позволяет оценить его воздействие на покрытие и правильно выбрать систему окраски. Основание может быть выполнено из органических или неорганических материалов, иметь пористую или плотную структуру. Кроме этого, необходимо оценить насколько оно чистое и сухое, на бетонных основаниях должна отсутствовать опалубочная смазка. Простукиванием штукатурки определяются возможные пустоты или отслоения. Если в качестве основания используется старое лакокрасочное покрытие, то прочность его можно определить тестированием с помощью малярной ленты: необходимо наклеить ее на поверхность, а затем резко оторвать. Если покрытие не нарушается, то его прочность достаточна.

Очень важна для правильного выполнения работ проверка впитывающей способности основания. Для этого используется увлажнение поверхности. В зависимости от скорости впитывания влаги различают: сильно впитывающее, нормально впитывающее и слабо впитывающее основания. Если вода быстро уходит в основание, то при нанесении разбавляемых водой составов нарушается процесс образования пленки и покрытие не наберет достаточной прочности. Поэтому в данном случае необходимо применение специальных грунтовок.

Серьезная проблема - это неодинаковая впитывающая способность различных участков основания. Это может произойти при использовании в основании различных материалов. Если не устранить это различие, то на готовом лакокрасочном покрытии будут заметны границы перехода. А если в результате осмотра выявлено меление или осыпание основания, то наличие такого дефекта может привести к тому, что финишное покрытие отслоится вместе с верхним слоем основания. При выявлении таких свойств основания необходимо применять для них специальные грунтовки. Они должны быть непигментированными и тонко-дисперсионными, достаточно жидкими и хорошо проникать в капилляры, не очень быстро высыхать, обеспечивать адгезию для последующих покрытий, не образовывать толстую пленку. При нанесении такие грунтовки не должны образовывать глянцевую пленку. Поверхности с нормальной и равномерной впитывающей способностью обрабатывать специальными грунтовками необязательно; достаточно нанести краску с небольшим добавлением воды (процент разбавления обычно указан в описании). Затем можно наносить заключительный слой без разбавления. Основания, слабо впитывающие влагу, обрабатываются пигментированными грунтовками, которые имеют особо высокую адгезию или образуют химические соединения с основанием. Они наносятся достаточно толстым слоем и служат связующим мостиком между основанием и следующим покрытием.

Под декоративные и гипсовые штукатурки используют грунтовки с добавлением мелкого кварцевого песка. Тогда отпадает необходимость в устаревших методах улучшения сцепления декоративного слоя с основанием - нанесение насечек или крепление специальной сетки.

Выбор системы

Правильный выбор системы окраски обеспечит оптимальные сроки службы и одновременно позволит избежать лишних затрат. Наиболее часто выбор стоит между акриловыми, силикатными и силиконовыми системами. При выборе той или иной системы необходимо принимать во внимание эксплутационные требования к покрытию, их физические свойства, а также особенности цветового оформления.

Акриловые дисперсионные краски содержат в качестве связующего полимеры или сополимеры акрила. Системы на их основе подходят практически для всех оснований, используемых в строительстве. Покрытия акриловыми красками обладают хорошей паропроницае-мостью, т.е. позволяют основанию "дышать". При нормальных условиях эксплуатации они обеспечивают оптимальное сочетание цена/качество. Кроме этого, такие покрытия предлагают наибольшие возможности по цветовому оформлению поверхностей.

В материалах на силикатной основе в качестве пленкообразующего служит жидкое калийное стекло, которое получается при совместном плавлении поташа и кварца с последующим растворением в воде образовавшегося продукта. Это связующее относится к минеральным. Образование пленки в отличие от акриловых красок происходит в результате двухступенчатой химической реакции. Силикатные краски применяются главным образом для окраски минеральных оснований, например, бетонных, силикатного кирпича и т.п., а также поверхностей раньше окрашенных минеральными красками. Они обладают наивысшей проницаемостью для водяных паров и углекислого газа, поэтому это оптимальное решение при окраски зданий старинной постройки и памятников архитектуры.

Важным свойством силикатных покрытий является то, что они не поддерживают развитие микроорганизмов и потому не требуют специальных биоцидных добавок. Однако высокая щелочность краски вызывает необходимость при нанесении защищать стекло, алюминий, натуральный камень от попадания брызг, которые могут оставить несмываемые пятна. Для колеровки необходимо использовать только щелочестойкие и стойкие к жидкому калийному стеклу пигменты, поэтому цветовая гамма силикатных материалов сильно ограничена.

Силиконовые краски относятся к самым современным краскам. Они сочетают в себе практически все лучшие свойства акриловых и силикатных красок. Прежде всего, это высокая проницаемость для водяных паров и углекислого газа (у силиконовых красок эти показатели близки к силикатным), но при высокой водоотталкивающей способности поверхности. Они подходят практически для всех типов минеральных поверхностей, хорошо совместимы как с минеральными, так и с синтетическими красками. Силиконовые покрытия, также как и силикатные, не поддерживают развитие микроорганизмов. Поэтому они не нуждаются в применении специальных фунгицидных и альгицидных добавок.

Силиконовые краски обладают наилучшими в настоящее время декоративными и эксплуатационными свойствами покрытий. Единственным недостатком, ограничивающим их применение, является их высокая стоимость.

Нанесение лакокрасочных покрытий

Как известно, основные функции лакокрасочных покрытий - декоративная и защитная. Хорошая укрывистость и белизна обеспечивают скорее декоративные функции. Но для того чтобы покрытие выполняло предъявляемые к нему требования по влагостойкости, стойкости к истиранию, стойкости к климатическим воздействиям, необходимо достижение определенной толщины высохшей пленки. Для фасадных покрытий это обычно 100 - 120 мкм, т, е. приблизительно 200 мл краски на 1 м2. Нанесение более тонких слоев приводит к дефектам лакокрасочного покрытия и в дальнейшем - к повреждению ограждающих конструкций.

Если применять жидкие краски для получения толстой пленки на вертикальных поверхностях, потребуется нанесение как минимум 4 -5 слоев. Если же использовать высококачественные, тиксотропные краски, то такое покрытие можно получить за один проход. (Тиксотропные краски имеют густую консистенцию в спокойном состоянии, при механические воздействии они разжижаются, а после снятия такого воздействия снова приобретают желеобразную консистенцию). Кроме того, тиксотропные краски позволяют использовать при окраске наиболее прогрессивный и производительный способ безвоздушного распыления - Airless.

Колеровка краски

Колеровка краски является одним из важных и очень актуальных вопросов. Для колеровки можно применять как ручную, так и компьютерную колеровку. Компьютерная колеровка наиболее удобна для строителей, требует минимум трудозатрат, особенно при выполнении больших объемов работ. Для качественной колеровки материал должен иметь очень точную дозировку как по объему, так и по отдельным компонентам. Хорошо разработанные базы позволяют точно попадать в цвет, независимо от количества колеруемой краски, и гарантируют выполнение декларируемых свойств покрытия.

При небольших объемах до сих пор актуальна ручная колеровка. Здесь можно выбрать колеровку полнотонными красками или универсальные пигментные пасты, не содержащие связующего. Универсальные пасты позволяют колеровать как водоразбавляемые краски, так и содержащие растворитель эмали. Однако при неграмотном использовании пигментных паст можно легко нарушить баланс между количеством связующего и заполнителя и, например, вместо стойкого к истиранию покрытия получить поверхность, которая пачкается при сухом протирании, или легко выгорающее покрытие. Применение полнотонных красок, содержащих в своем составе связующее, возможно только для материалов с таким же связующим. Но надежность и качество этого способа выше, поэтому для ручной колеровки они предпочтительней.

Эксплуатация

При эксплуатации необходимо учитывать, что вечных лакокрасочных покрытий не существует. Защищая основание от вредных воздействий, оно изнашивается. Однако правильно выполненное покрытие обеспечит качественное покрытие с продолжительным сроком службы. Срок службы покрытий зависит от многих причин: это и технология нанесения, и воздействия на покрытие во время эксплуатации. Например, фасадные покрытия на II акриле служат 8-10 лет, а при щадящих условиях - гораздо дольше (например, фасад находится в тени или его закрывает козырек). Но если при выполнении работ были соблюдены все технологические аспекты, то обновление покрытия может быть выполнено без больших финансовых затрат. В результате окрашенные конструкции будет служить долго и не создавать для своих владельцев дополнительных проблем.

Поэтому, начиная новое строительство, разумнее сразу качественно выполнить все этапы работ, не впадая в излишнюю экономию. Это позволит избежать существенных затрат впоследствии на ремонтные и восстановительные работы.