Vliv vstupních parametrů na proces elektrostatického nanášení plastů ve výrobním procesu

Michal Neškudla

Doctoral thesis

The influence of input parameters on the process of electrostatic application of plastics in the production process

Abstract:

Hlavním cílem disertační práce je zhodnotit vliv parametrů při procesu elektrostatického nanášení plastů ve výrobním procesu. Práce je zaměřená na vliv jednotlivých parametrů různých technických zařízení, které jsou zapojeny v procesu elektrostatického nanášení práškové barvy. Postupně byly měněny hodnoty jednotlivých parametrů na konkrétních zařízeních s cílem zhodnotit jejich vliv na finálně nalakovaný dílec. Začátek procesu elektrostatického nanášení práškových plastů zajišťují zařízení na mechanickou a chemickou předúpravu, neboť správně předupravený dílec je velmi důležitý pro finální nanesení práškové barvy. Další částí procesu elektrostatického nanášení práškových plastů je samotné nanášení práškové vrstvy na ocelové dílce, které poté pokračují do vytvrzovací pece. Pomocí mřížkové zkoušky, testu tloušťky vrstvy a estetického testu byly zhodnoceny jednotlivé výsledky u všech naměřených hodnot uvedených parametrů, které byly dále statisticky zpracovány pomocí tří statistických metod. Výsledky ukázaly, že byly potvrzeny jednotlivé doporučené hodnoty sledovaných parametrů dob tryskání, odmašťování, sušení, oplachu, nanášení i vytvrzování. Stejně tak i teploty odmašťovací lázně, vzduchu v sušící a vytvrzovací peci. Kratší doba odmašťování 3 minuty s extrémem v nulové hodnotě vedla k výrazně horším výsledkům. Rovněž i nižší teplota odmašťovací lázně 25 °C potvrdila významnost chemické předúpravy. Stejně výrazně horší výsledky ukázala i kratší doba sušení 8 minut a nižší teplota vzduchu 60 °C. Kratší doba nanášení práškové barvy 7 sekund opět vykázala nedostatečné výsledky hlavně v estetickém testu. Nedostatečnou kvalitu ukázaly i výsledky kratší doby vytvrzování 10 minut a nižší teplota na povrchu ocelového dílce 120 °C. Vyšší hodnoty parametru doby sušení 30 minut vykázaly stejné hodnoty, jako doporučovaná hodnota 15 minut a podobně to bylo i u delší doby oplachu 15 minut. Ve většině parametrů však nižší/vyšší hodnoty, než hodnoty doporučené výrobcem technologií vykázaly zhoršené výsledky jednotlivých testů.

Abstract:

The main goal of the thesis is to evaluate the influence of parameters during the process of electrostatic application of plastics in the production process. The thesis is focused on the influence of individual parameters in various technical machineries that are involved in the process of electrostatic application of powder coating.The values of individual parameters on the specific devices were gradually changed in order to evaluate their influence on the painted part. The beginning of the powder coating process is ensured by equipment for mechanical and chemical pretreatment. Correctly pretreated part is crucial for the final application of powder coating. Further part of the powder coating process is the application of the powder layer on the steel parts, which then proceed to the curing oven. With a help of grid method, Coating thickness and esthetic test individual results were evaluated for all measured values of the mentioned parameters, which were subsequentlly statistically evaluated using three statistical methods. The results showed that the recommended values of the observed parameters of blasting, degreasing, drying, rinsing, application and curing times were confirmed. So are the temperatures of the degreasing bath and the air in the drying and curing oven. A shorter degreasing time of 3 minutes with an extreme value of zero led to significantly worse results. The lower temperature of the degreasing bath of 25 °C also confirmed the importance of chemical pretreatment. A shorter drying time of 8 minutes and a lower air temperature of 60 °C also showed significantly worse results. The shorter powder coating time of 7 seconds showed insufficient results again mainly in the aesthetic test. Insufficient quality was also shown by the results of a shorter curing time of 10 minutes and a lower surface temperature of 120 °C. Higher values of the drying time parameter of 30 minutes showed the same values as the recommended value of 15 minutes, and this was also the case with a longer rinsing time of 15 minutes. In the most parameters, lower/higher values compared to the recomended by producers showed worsened results of individual tests.

Keywords

mechanická předúprava, chemická předúprava, povrchová úprava, nanášení plastu, vytvrzování, mřížková zkouška

Keywords

chemical pretreatment, surfrace treatment, powder coating, curing, grid method, mechanical pretreatment

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 2. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Jan Malaťák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Engineering

Doctoral programme / field:
Agricultural Engineering / Technology of Production Processes