정밀 분체 도장 | 금속 부품 표면 마감

분체 도장이란?

파우더 코팅은 표면 마무리 공정 이 공정은 정전기 유도를 이용하여 공작물과 분말 입자에 반대 전하를 부여함으로써 분말 코팅이 공작물 표면에 접착되도록 합니다. 수지 및 안료를 포함한 대부분의 코팅 구성 요소는 전도성 유전체 물질 역할을 하는 고분자량 유기 화합물로 이루어져 있습니다. 도포 후, 분말은 용융, 유동 평탄화 및 열 경화 과정을 거쳐 연속적인 코팅막을 형성합니다.

분말 코팅은 충전 메커니즘에 따라 크게 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.

• 고전압 정전기 분말 코팅
• 마찰대전(마찰에 의해 대전되는) 정전기 분말 코팅

고전압 정전기 분말 코팅에서 스프레이 건은 고전압 정전기 발생기에 연결됩니다. 건 전극과 접지된 공작물(양극) 사이에 고전압 정전기장이 형성되어 건 노즐 근처에서 코로나 방전이 발생합니다.

분말 입자가 코로나 영역을 통과하면서 음전하를 띠게 되어 대전 입자가 됩니다. 정전기력의 영향으로 이 입자들은 가공물 표면에 끌어당겨 부착됩니다. 용융, 유동 평탄화 및 경화 과정을 거치면 매끄럽고 균일한 코팅막이 형성됩니다.

하지만 패러데이 케이지 효과로 인해 분말 입자가 움푹 들어간 부분, 모서리 및 깊은 구멍에 침투하기 어려워 이러한 영역에서 적절한 코팅 범위를 확보하는 것이 어렵습니다.

마찰전기 분말 코팅은 압축 공기가 마찰식 스프레이 건을 통해 분말을 운반하는 방식입니다. 분말 입자가 건의 내부 벽에 마찰되면서 마찰전기 현상으로 양전하를 띠게 됩니다. 이렇게 대전된 분말은 공기 흐름과 정전기적 인력에 의해 음전하를 띤 공작물 쪽으로 이동하여 표면에 부착된 후 경화되어 코팅막을 형성합니다.

마찰전기 분말 코팅은 외부 정전기장을 필요로 하지 않으므로 패러데이 케이지 효과의 영향을 받지 않습니다. 따라서 복잡한 형상과 정교한 구조를 가진 가공물에 더욱 우수한 코팅 범위를 제공할 수 있습니다.

분체 도장 공정

일반적인 정전기 분말 코팅 공정은 다음과 같은 단계로 구성됩니다.

표면 전처리 → 분체 도장 → 경화 → 검사 → 완제품

표면 전처리 단계

분말 도포 전에, 냉간압연강 표면에서 기름, 그리스, 먼지 등을 제거하기 위해 전처리 과정을 거쳐야 합니다. 이 과정에서, 인산아연코팅 일반적으로 코팅 접착력을 향상시키기 위해 표면에 형성됩니다.

전처리 후, 분말 도포 전에 공작물을 완전히 건조시키고 35°C 이하로 냉각해야 합니다. 이는 최적의 물리적 특성, 코팅 성능 및 표면 외관을 보장합니다.

분체 도장 단계

가공물은 컨베이어 시스템을 통해 분체 도장 부스로 운반되며, 그곳에서 도장 작업을 위해 스프레이 건이 배치됩니다.

정전기 발생기는 분무기 노즐에 위치한 전극 바늘에 고전압 음전하를 가합니다. 이 고전압장은 주변 공기를 이온화하고 분무기에서 나오는 분말-공기 혼합물에 대전을 일으킵니다.

컨베이어 행거 시스템을 통해 공작물이 접지되어 스프레이 건과 공작물 사이에 전기장이 생성됩니다. 정전기적 인력과 압축 공기압에 의해 분말 입자가 공작물 표면에 도포되어 균일한 코팅층을 형성합니다.

분말 코팅 분말

주요 코팅 재료는 에폭시-폴리에스터 하이브리드 분말 코팅이며, 일반적으로 다음과 같은 성분을 포함합니다.

• 에폭시 수지
• 폴리 에스터 수지
• 경화제
• 안료
• 보톡스
• 흐름 조절제
• 내습성 첨가제
• 엣지 커버리지 향상 기능
• 기타 기능성 첨가물

열 경화 후, 이러한 재료는 원하는 보호 및 장식 코팅을 형성합니다. 압축 공기는 보조 매체로 사용되며 오일과 습기가 없어야 합니다. 일반적인 품질 요구 사항은 다음과 같습니다.

• 수분 함량: < 1.3 g/m³
• 오일 함량: < 1.0 × 10⁻⁵ %

숙성 단계

경화 과정에서 에폭시 수지의 에폭시기는 폴리에스터 수지의 카르복실기 및 경화제의 아미노기와 축합 및 첨가 반응을 통해 반응하여 가교된 고분자 네트워크를 형성하고 소량의 기체 부산물을 방출합니다.

경화 과정은 네 단계로 구성됩니다.

1. 녹는
2. 유량 조절
3. 동결
4. 치료

온도가 분말의 융점에 도달하면 외부 분말층이 녹기 시작하여 점차 내부 분말과 융합되어 완전히 녹습니다. 완전히 녹으면 코팅은 표면을 따라 천천히 흘러내려 얇고 매끄러운 막을 형성합니다. 온도가 계속 상승하면 코팅은 겔화점에 도달하여 짧은 겔화 단계를 거칩니다. 추가 가열은 화학적 가교 반응을 시작하여 코팅을 영구적으로 경화시킵니다. 일반적인 경화 조건:

• 온도 : 180 ° C
• 시간 : 15 분

검사 단계

경화 후 코팅된 공작물을 육안으로 검사하여 다음과 같은 요소를 확인합니다. 표면 거칠기광택 균일성, 입자 오염, 미세 구멍 및 크레이터.

코팅 두께는 일반적으로 55~90μm 범위 내에서 조절됩니다. 초기 생산 또는 분말 종류 변경 시에는 외관, 광택, 색차, 코팅 두께, 접착력과 같은 요소를 평가하기 위해 적절한 장비를 사용하여 추가 테스트를 수행해야 합니다. 경도충격 저항성 및 염수 분무 저항성을 포함합니다.

완제품

품질 기준을 충족하는 완제품은 분류하여 운송용 랙이나 보관 용기에 담습니다. 취급 및 운송 중 긁힘을 방지하기 위해 각 부품 사이에는 부드러운 보호재를 사용하여 분리해야 합니다. 또한, 제품에는 적절한 식별 표시와 라벨을 부착해야 합니다.

파우더 코팅의 장점

1. 넓은 분말 선택합니다. 거의 정전기 분말 코팅 기술을 사용하면 모든 종류의 분말 코팅을 적용할 수 있습니다.
2. 조절 가능한 코팅 두께. 코팅 코팅 두께는 수십 마이크로미터에서 수백 마이크로미터에 이르므로 박막 및 후막 모두에 적용 가능합니다. 코팅 두께가 150μm를 초과하는 경우, 분말 용융 온도 이상으로 공작물을 예열해야 할 수 있습니다.
3. 가공물 예열이 필요 없습니다. 적절한 전처리 후, 분말을 다양한 재질과 형상의 가공물에 직접 적용할 수 있습니다.
4. 고급 소재 활용. 과다 살포 분말은 회수하여 재사용할 수 있으므로 재료 활용률이 98%를 초과합니다.

분체코팅의 단점

1. 더 높은 장비 투자. 전문 코팅 및 분말 회수 시스템이 필요하므로 상대적으로 높은 초기 투자 비용이 발생합니다.
2. 코팅 관련 과제 일률. 시 열 코팅 공정에서 균일한 필름 두께를 유지하는 것은 어려울 수 있으며, 두꺼운 코팅은 처짐 현상이 발생하기 쉽습니다.

파우더 코팅 색상 옵션

액상 페인트와 달리 분말 코팅은 기본 색소를 혼합하여 현장에서 색상을 맞출 수 없습니다. 분말 코팅의 색상은 제조 과정에서 미리 결정됩니다. 색상을 변경하려면 분말 코팅 자체를 재구성하고 다시 생산해야 하므로 신속한 색상 조정이 어렵습니다.

정전기 분말 코팅 공정에서 생산 중 색상 변경 시에는 스프레이 건, 분말 공급 장치, 스프레이 부스, 분말 공급 호스 및 분말 회수 장비를 포함한 전체 코팅 시스템을 철저히 세척해야 합니다. 잔류 분말을 완전히 제거하지 못하면 교차 오염이 발생하여 코팅 표면의 외관 및 품질에 심각한 결함이 생길 수 있습니다.

특히 어두운 색과 밝은 색을 전환할 때 색상 변경이 매우 어렵습니다. 미량의 잔류 분말이라도 눈에 띄는 색상 오염을 유발할 수 있기 때문입니다. 따라서 정전기 분말 코팅은 잦은 색상 변경이나 제한된 시간 내에 여러 가지 색상을 생산해야 하는 소량 생산에는 일반적으로 적합하지 않습니다.

분체 도장 색상 옵션에는 검정, 흰색, 갈색, 회색, 파란색, 녹색, 빨간색, 노란색 및 주황색이 있습니다. 색상 옵션은 RAL 색상 시스템에 따라 문서에 표시되어 있습니다.

분체 도장 매개변수

분체 도장에 영향을 미치는 요인

1. 정전압 및 정전류

전압과 전류가 낮으면 분말 장입 효율과 코팅 전사 효율이 저하됩니다. 전압이 과도하면 분말 반발 및 가장자리 결함이 발생할 수 있으며, 과도한 전압이나 전류는 코팅의 전기적 파괴를 초래할 수 있습니다.

2. 분말 유량 및 분무 압력

일반적으로 코팅 두께는 분말 유동 압력이 증가함에 따라 증가하고, 코팅 균일성은 분무 압력이 높을수록 향상됩니다. 그러나 분무 압력이 과도하게 높으면 스프레이 건의 마모가 가속화되고 분말 소모량이 증가합니다. 또한 분무 압력이 낮으면 분말 공급이 막힐 수 있습니다.

3. 스프레이 건과 공작물 사이의 거리

거리가 지나치게 멀어지면 분말 소모량이 증가하고, 이송 효율이 감소하며, 코팅 두께가 얇아집니다. 반대로 거리가 너무 짧으면 방전이 발생하여 코팅이 파손될 수 있습니다.

4. 컨베이어 속도

컨베이어 속도가 낮으면 생산성이 저하되고, 지나치게 빠르면 코팅 두께가 불충분하고 고르지 못하게 됩니다.

5. 분말 입자 크기

일반적으로 분말 입자가 클수록 달성 가능한 최대 코팅 두께와 개별 입자가 보유하는 전하량이 증가합니다. 입자 크기는 증착 과정에서 중력 및 정전기력의 영향에도 영향을 미칩니다.

6. 분말 저항률

전기 저항이 낮은 분말은 더 쉽게 전하를 띠지만 증착 후에는 전하를 잃는 경향이 있어 공작물 표면에서 분말이 떨어져 나가는 결과를 초래합니다.

저항률이 높은 분말은 대전시키기가 더 어렵고 일반적으로 전송 효율이 낮습니다. 그러나 이러한 분말은 증착 후 전하를 더 오래 유지하여 후속 증착 입자와의 정전기적 반발력을 생성하고 과도한 박막 형성을 제한합니다.

7. 분말 공급 속도

코팅 공정 초기에는 분말 공급 속도가 증가함에 따라 코팅 두께도 증가합니다. 코팅이 진행됨에 따라 분말 공급 속도가 두께에 미치는 영향은 점차 감소합니다. 또한, 과도한 분말 공급 속도는 전송 효율을 저하시킬 수 있습니다.

8. 경화 장비

생산 요구사항 및 공정 사양에 따라 적절한 경화 장비를 선택하여 필요한 온도 조건과 경화 시간을 유지해야 합니다.

일반적인 가열 방식으로는 열풍 대류 가열과 원적외선 가열이 있습니다. 대표적인 경화 장비로는 연속 컨베이어 오븐과 배치 오븐이 있습니다. 이러한 시스템은 연속 생산과 간헐 생산 모두에 적용할 수 있습니다.