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パウダーコーティング

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パウダーコーティング 粉体塗装は、表面が均一なコーティング上で溶融および硬化する乾燥、バルク熱可塑性または熱硬化性粉末材料を塗布する仕上げプロセスである。この完了プロセスは、中密度(MDF)を備えた金属、プラスチック、ガラスおよびフィブレボールを含む様々な材料に適しており、従来の方法では容易に達成できない、幅広い色、仕上げおよびテクスチャに機能的で装飾的な仕上げを提供することができる。液体コーティング 粉体塗料の主な方法は2つあります。 静電スプレー(ESD) 流動床コーティング。 これらの手順のいずれも、一般的に耐久性のある、より安価で環境に基づく均一な液体コーティングよりも達成することができる。しかしながら、粉末ラッカーは、特に強いまたは高度に装填された表面層を適用するときに、液体ワニスを超える特定の利点を実証しているが、薄い層のようなすべての生産用途には適していない、または大部分を適用するときには適していない。特定の粉体コーティングアプリケーション - アプリケーション環境、基板材料、寸法、コスト、処理時間 - 使用に最適なコーティングプロセスの種類を決定するのに役立ちます。 各塗布プロセスはその利点と欠点を有するが、この記事は粉体塗装の基本および粉体塗装システムの必要な構成要素および力学の概要を促す粉体塗装に焦点を当てている。この論文はさらに、粉体塗装プロセスの利点と制限を調べ、漆サービスプロバイダを覚えている際に製造業者を負担しなければならないいくつかの考慮事項を提供します。 粉体塗装プロセス 粉体コーティングは、金属基板および非金属基板に適した多段表面処理プロセスである。この方法は、調製段階、用途および硬化を含み、少なくともピストル、スプレーキャブおよび硬化炉を噴霧することを含む。表面処理プロセスがスムーズに、最適な容量で移動するためには、製造業者および仕上げサービスプロバイダーは、塗装されるべき表面材料およびその特性、ならびに表面処理に使用される粉末材料の種類などのいくつかの要因を考慮しなければならない。 プロセスと機器の概要 液体コーティング懸濁液を用いた液体塗布法とは異なり、粉体塗料は粉体塗料を用いた乾式完了工程である。粉体塗装の過程で、粉末は基板の所定の表面に塗布され、溶融し、次いで乾燥され、そして保護/装飾コーティングに硬化させる。このプロセスは3つのステップを有する。表面調製、コーティングコーティングおよび熱硬化。各相は、その区別(例えば、硬化相を使用する)のために一組の材料および機器試験を使用し、それが適切に完了したときに耐久性および均一な仕上げの製造に寄与する。 準備相:粉体塗料を塗布する前に、基板の表面を洗浄して処理して、ほこりや不純物のないほこりである必要があります。表面が十分に調製されていない場合、残基および堆積物は粉末の接着および最終調整の品質に影響を及ぼし得る。完全な治療の調製は主に被覆材料上で依存します。しかしながら、この段階中に一般的に使用されるステップのいくつかは、洗浄、すすぎ、エッチング、ブラストおよび乾燥および乾燥を含み、最も使用される装置には洗面台および乾燥機が含まれる。 油、グリース、溶媒および残基は、弱いアルカリおよび中性の洗剤を含む表面から、すなわち洗面所または洗面所に除去することができる。洗浄ステーションは、予備治療のために熱水、蒸気、洗浄剤および他の溶液を有する部品を噴霧することができ、表面が塗装前に洗浄され、化学的に調製されそして洗浄される。 表面不純物を有する部品 - 例えば錆、水石、既存のコーティングまたは仕上げ - 一般的にジェットルームの使用が必要になります。ジェットルームは、圧縮流体を使用するチャンバーです。動力を与えられた研磨材料は表面の不純物を除去し、洗浄剤、滑らかなテクスチャー、およびコーティング材料が塗布される面を生成する。 いくつかの粉体コーティング用途はまたドライ炉を使用する。硬化段階で使用される炉のように、洗浄された部分またはすすぎ部品の残留水または溶液を層分解のために最適な温度に加熱する。 構成要素の構造が特定の部分を必要とする場合、マスキング製品(例えばマスキングドット)を基板に適用する。上記の製品は、さまざまな標準的でカスタマイズ可能な形や形式で入手できます。しかしながら、それらは一般に、それらが基材に接着し、覆われた領域を粉末コーティング中に粉末材料と接触させることを可能にする紙またはプラスチックフィルムで作られている。 適用段階:以下の節に示すように、2種類の粉体塗料を適用することができる。コーティングコーティングに使用される材料の種類は、塗布方法によって部分的に決定される。製造業者および仕上げサービスプロバイダーは、液床中の粉体塗装静電塗布(ESD)および粉体塗装の2つの主な方法を使用する。 静電塗布(ESD):粉体塗装を有するほとんどの金属部品に、コーティング材料は静電スプレーによって塗布されます。この適用方法は、スプレーキャブ、粉末ディスペンサー、静電スプレーガンを使用し、使用されるピストルの種類と駆動ユニットとによって使用されます。 スプレーキャブは粉末材料の作業領域として機能し、また、エアフィルターおよび粉末保持および再生システムとしても作用することができる。液体粉末材料は、粉末電荷およびその基板への応用に使用されるスプレーガンに投与単位から分配される。一般的に使用されている静電兵器には、コロナ、トリビョン、ベルの3種類があります。粉末材料がピストルの前方を通過するときにコロナスプレーガンを使用して粉体塗料を塗布するとき、帯電電極は電力供給ユニットにフィールド粉末粒子を供給する。摩擦ピストルの場合、ピストルバレルのような異なる材料を通過する粉末によって発生した電荷は、ピストルベルが鋳造されたときに案内と冠状放電の両方を帯びた粉末材料である。 。いずれにせよ、電荷粒子は次に成分の電気的に接地面に接着され、それらがそれらの電荷の一部を保持していれば接着されたままである。任意のスプレー材料を回収および検索システムに集めることができ、そして将来の表面処理用途で再利用することができる。 流動床を備えた粉体塗装:粉体塗料材料が静電的に噴霧されて表面に接着されているESDとは異なり、予熱された部分は流動床を有する粉末コーティング中に流動床内に粉末材料に浸される。流動床中の静電粉体コーティングと呼ばれる代替オプションもあり、それは流体床の上方に塗布されるべき流体床の上方に帯電した粒子粉末の雲を作り出す。 硬化処理:粉末コーティングの特別な特徴および粉末コーティングの特性は、粉体塗装が適用される方法、ならびに使用される粉末の種類によって決定される。 ESDを硬化させる:ESDで粉末状の部品は乾式硬化粉末中に硬化されなければなりません。粉末コーティングが完全硬化を達成するために粉体塗装が硬化炉内で耐えなければならない硬化プラン - 温度および時間は、粉末コーティングを有する部分に対して大きく依存する、形状および厚さは、通常、硬化炉は162から232度に働く。摂氏は10分から数時間以上の範囲の硬化時間をもたらします。したがって、粉体スプレーを備えた小さい部分には、より短い硬化時間が必要であり、より多くの熱およびより大きな部分がより大きな量が必要である。 ESD被覆部分が炉内で最適硬化温度に達すると、粉末粒子を溶融して互いに流動させて部分の表面に連続膜を形成する。 硬化流動床部分:粉末で被覆された部品については、ESD被覆部分の硬化と同様の炉内の層の位相で部品が加熱される。予熱した部分が塗料に浸されると、粉末粒子は加熱された表面と一緒に溶融されて巻かれる。静電流体床と粉体塗装で被覆された部品では、予熱した粉体塗装雲を通して過熱する前に可能である - その場合、粉体塗装は従来の流動床で作られているもので作られていて加熱することができます。 ESDコーティング法により製造されたコーティングのように、硬化炉内で硬化する。 いずれにせよ、粉体塗装部分が取り扱いのために十分に寒いとすぐに、それを組み立て、パックを組み立て、そして必要ならば送ることが可能である。 まず基板に適用されると、熱硬化性粉体塗料材料は短いポリマー分子を有する。しかしながら、降着プロセス中に、粉末は、ポリマー分子の長鎖を組み合わせた不可逆化学架橋反応を通過する。この反応は物理的性質および材料化学を変化させ、適切な硬化スケジュールの後に続くと薄くて均一で硬い表面に硬化することを可能にする。 熱可塑性粉末ラッカーは硬化サイクルを必要としない。代わりに、熱可塑性材料は、溶融、漏れ、フィルムコーティングを作製するのに必要な時間と温度のみを必要とする。硬化中に化学反応の対象となる熱硬化性材料とは異なり、熱処理がそれらの物理的または化学的性質を変えない。したがって、それらは将来のアプリケーションアプリケーションのためにそれらを飲んで、改革およびリサイクルすることができます。 熱硬化性コーティング材料と熱可塑性コーティング材料の間を選ぶとき、いくつかの点を覚えておくべきである:塗布方法およびコーティングの意図する適用。 末端粉末は一般にESD法によってのみ適用されます。この制限は、熱硬化性部品への予熱部品の浸漬が、流動床中で蓄積された残留熱のために過剰の粉末の架橋を引き起こす可能性があるので存在する。架橋反応は粉末材料の恒久的な変化を引き起こすので、そのような事象は過度のコーティング材料廃棄物をもたらすであろう。硬化プロセスは、熱可塑性樹脂としての熱硬化性がより硬いコーティングを得ることを可能にし、それらがより高い温度に耐えることを可能にしそしてより大きな傷および耐傷を与えることを可能にする。しかしながら、より硬い仕上げは、熱硬化性コーティングに対する耐性を制限することができ、特に粗いコーティングの場合にはコーティングが脆弱になる可能性がある。 熱可塑性粉末は、流体床内のESD法および充填方法によっても適用することができ、一般に熱硬化性粉末のようなより強い、より柔軟で衝撃吸収コーティングを一般的に形成することができる。ドラッグの能力は材料コストに関して一定の利点を提供するが、それはまた、コーティング材料が軟化または溶融することができるので、熱可塑性粉末コーティングが高および集中的な熱を有する用途にはそれほど適していないことも引き起こす。 基板の材料について 粉体色は、主に鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属基板に塗布されています。しかしながら、それらは、ガラス、木材または中密度のフィブレボールなどの非金属基材にも適用することができる。粉体塗装プロセスのための適切な材料の程度は、溶融、変形または燃焼させることなく粉末コーティング材料を溶融および硬化させるのに必要な温度に抵抗する材料に限定される。 選択された材料はまた、使用される適用方法を決定するのを助ける。金属を電気的に接地することができるので、金属基板上のコーティング材料は一般に噴霧による静電的処理であるが、流動床法によっても適用することができる。一方、非金属は十分に粉砕することができないので、それらは粉体塗料を流動床で塗布するために粉体塗料を必要とする。 表面改質とパウダーコート特性 粉末ラッカーは、従来の種類の液体コーティングによって容易に達成可能ではない広範囲の色、仕上げ、テクスチャおよび厚さに適用することができる。本質的に任意の色に作ることができる粉体塗料は、保護目的および装飾目的の両方のために製剤化することができる。粉末材料によって達成された結果として生じる表面処理は、光沢の後、光輝性または金属製の後に明るい後のマットからの範囲であった。異なるテクスチャも装飾的な目的のために、または表面の不完全さを隠すために利用可能です。 粉体塗装プロセスは、より広いスペクトルのコーティング厚さを可能にする。液体塗布プロセスと比較して、特に流体床塗布を使用する場合は、粉体塗布がより強くコーティングおよびさえもコーティングを作り出すのがより容易であり得る。 ESD法はまた、薄くて均一なコーティングを達成することも可能である。液体コーティングプロセスを使用して実現されるカバーのように薄くないが。 粉体塗料の利点 粉体塗装プロセスは、抵抗の増大、より専門的な仕上げの可能性、環境への影響、より速い加工時間およびより低い材料費の可能性を含む、従来の液体塗布方法よりもいくつかの利点を提供します。 さらに、粉末の色は広範囲の表面仕上げで利用可能であり、一般に流体よりも耐久性があり、より耐久性がある。彼らはより大きな影響、湿気、化学物質、そして磨耗を示し、傷、摩耗、腐食、フェージング、そして一般的な磨耗からより大きな保護を提供します。これらの機能のおかげで、それらは高展開および高交通アプリケーションに非常に適しています。 粉体塗装プロセスの他の利点は、廃棄および一般的に表面プライマーの要求を必要とする有害な廃棄物の溶媒および二酸化炭素排出物の欠如である。これらの除外は、プロセス全体を通して環境中に放出された有毒物質および発がん性物質の量を制限し、そして液体コーティングに代わるより環境に優しい粉末コーティングの認識に寄与する。 粉体塗装プロセスは、一般的に速い回転量およびコーティング材料のより大きな使用を有するので、液体塗布プロセスと比較してはるかに低い長期コストを有することができる。粉体塗布段階では、冷却直後に粉体被覆部品を取り付け、梱包して供給することができ、在庫が短時間充填されており、この製造業者や仕上げサービスはより速い加工とより小さな収納スペースを提供します。粉体コーティングのプロセスはまた、過剰の材料を廃棄され、廃棄物の代わりに再循環させることを可能にし、それは処分を必要とする処分量を減少させ、コーティング材料の使用を増加させそして材料のコストを減少させる。 粉体塗料の制限事項 粉体コーティングのプロセスは液体塗布と比較していくつかの重要な利点を提供しますが、限界もあります。粉体塗料の限界は、限られた範囲の適切な基礎材料、均一な製造、薄いコーティング、より長いカラーコーティング、より長い乾燥時間、そして大部分のための硬化およびより高い始動コストの硬化を含む。 上述のように、下にある材料は粉末コーティングに適しているために硬化温度要件に抵抗することができなければならない。抵抗が抵抗され、均一なコーティングを達成することは依然として問題があるように思われ、特に薄いまたは多色のコーティングのためには困難であるように思われる。塗布段階中に基板に塗布されている粉末材料の量を依然として均一なコーティングを確実に制御することが困難であるので、薄いコーティングは製造が困難である。色の変化の中には徹底的に収集され、スプレー領域から洗浄されなければならないので、色とりどりのコーティングは迅速に製造するのが困難である。そうでなければ、リサイクルされたまたは再使用された材料で相互汚染を引き起こす可能性があります。 粉体塗布のプロセスは経時的に低いコストを有することができるが、液体コーティングは特定の用途用途に効果的に使用され得る。例えば、粉体スプレーを有する部品は通常、より速い回転量、大きく、粗いまたは重い部分を有するが、より高い温度およびより長い硬化および乾燥時間を必要とする傾向がある。これらの長期の硬化計画は製造プロセスを遅らせただけでなく、より高いエネルギーコストをもたらすでしょう。スタートアップメーカーおよび仕上げサービスプロバイダーのために、このプロセスはスプレーガン、特殊スプレーキャブおよび硬化炉を必要とするので、最初の投資は液体適用の場合よりも高い。最後の2つの装置は初期発射コストを大幅に増大させ、低コスト運転には粉体コーティングを不適切である可能性があります。 仕上げプロバイダの選択 粉体塗装プロセスは、広範囲の製造用途で使用することができる。特定の製造アプリケーションの要件 - 例えば。プロトタイプ、使い捨て生産、長期生産などです。 - 最も適した仕上げプロバイダを決定するのに役立ちます。 社内の粉体塗装を行うことができない製造業者のために、彼らのプロトタイプ、短い製造業務は、粉体塗装によって提供される仕上げサービスのワークショップまたはプロバイダーを扱うことができる。ワークショップはあらゆる規模で(企業の何百もの訓練を受けた従業員との間の一人から)、そして幅広いコーティングアプリケーションの機会を持っています。大量の表面処理を備えたアプリケーションのために、完成サービスサプライヤは実行可能な代替案として表示することができる。これらのサプライヤーは、特定の部品をコーティングするための独自のコーティングシステムを提案して作成することができます。この可能性は高価ですが、数年以内に、最初の投資によって測定されますが、2番目の選択肢ははるかに低いコストを実証することができます。 製造業者によっては、内部的に仕上げ操作を完了することを決定できます。この場合、彼らは粉体塗装のための入荷機器に投資する必要があります。初期機器投資は高く、労働者は機械やメンテナンスで訓練されなければなりませんが、長期的にはこの選択肢は特に粉体塗装操作が日常的に行われる場合には、費用対効果の高い代替案であることが証明されることがあります。 設備を仕上げる装置は、粉体塗装システムのための標準的な粉体塗装および設計および製造サービスを提供し、システムに必要な訓練および保守サービスを提供することができる。製造業者が標準機器の購入に投資しようとしているかシステム調整システムを構築しようとしているかどうか、訓練された粉の塗装コンサルタントは、興味がない知識やディーラーとの連絡を提供できるため、機密性と援助を提供できます。 内部粉体塗装操作またはワークショップまたは請負業者の完了を決定するとき、製造業者は、会社のパウダーワニスを適用するのに最適なものを選択するための両方の選択肢のコストと利益を理解することが重要です。