Новая технология порошковой окраски для велосипедных рам

   Одной из отраслей промышленности Украины сохранившейся до наших дней является производство велосипедов. Вопросы инноваций в этой сфере касаются не только конструкций рам и дизайна педалей. Специалист Ян Пекман в качестве рекламы своих услуг промышленного консультанта представил на свет статью, посвящённую инновациям именно в сфере окраски велосипедных рам. Надеемся, что её содержание будет интересным не только производителям велосипедов, а работникам ряда других отраслей, сталкивающихся со схожими проблемами, решение которых Ян Пекман решил продемонстрировать.

   Порошковая окраска является динамично развивающейся технологией, нашедшей применение в широком спектре отраслей промышленности. Её преимуществами являются скорость нанесения, качества и долговечность получаемого покрытия, его устойчивость к химическому, абразивному воздействиям, низкая стоимость нанесения и возможность повторного применения осыпавшейся краски.

   Кроме этого у порошковых красок есть и недостатки. Прежде всего, порошковые краски ведут себя при нагревании как жидкости. Их молекулы совершенно естественным образом стремятся достичь минимального поверхностного натяжения. В результате покрытие может оказывать сворачивающее действие на подложку. Окрашивание изделий происходит обычно на подвесках, на которых крепят крючки. Их конструкция также может создавать проблемы.

   Окраска, например, велосипедных рам возможна в различных вариантах. Обычно технологические отверстия маскируют с помощью пробок или силиконовых герметиков. С другой стороны можно удалить краску с мест, где она нежелательна с помощью сжатого воздуха. Краску можно удалить и с помощью химикатов.

Рис.2

   На Рис.2 показана трубка рамы в разрезе и недостатки порошковой окраски, при которой краска проникает во внутренние части и налипает на места контакта подвески.

   У велосипедных рам есть много отверстий для установки сеток, осей и пр. К сожалению, порошковые краски проникают в эти отверстия, что не является желательным.

Рис.3

Рис.4

   На Рис.3 показана неудачная конструкция подвески. Главной проблемой является то, что порошковая краска не полностью покрывает изделие (см.Рис.4) и плохая проводимость заряда.

Рис.5

Из-за большой толщины покрытия внутри трубок становится невозможным установить и смонтировать в них другие части велосипеда (см.Рис.5)

Общая формула расчёта расхода порошковой краски для велосипедных рам:

Cc = (2πdSSlSS + 2πdCSlCS + πdSTlST + πdTTlTT +πdDTlDT + πdHTlHT + 2πdFTlFT + Sx)t   (1)

 Где, Сс – расхода порошковой краски

d – диаметр трубки (мм)

l – длина трубки (мм)

Sx – прочая зона особых трубок или частей (кв.мм)

t – толщина покрытия

В качестве индекса указаны:

SS - Верхние перья заднего треугольника

CS – Нижние перья заднего треугольника

ST – Подседельная труба

TT – Верхняя труба

DT – Нижняя труба

HT- Рулевой стакан

FT – Передняя вилка

Для лучшей ясности эти обозначения указаны на рисунке 6.

Рис.6

Конструкция велосипедной рамы:
A — верхняя труба;
B — нижняя труба;
С — подседельная труба;
D — верхние перья заднего треугольника;
E — нижние перья заднего треугольника;
1 — каретка;
2 — место соединения подседельной трубы с подседельным штырём;
3 — рулевой стакан;

4 — кронштейны крепления втулки заднего колеса

В качестве образца приведен расчёт расхода порошковой краски  для велосипедной рамы, в которой две верхние трубки соединены с задними перьями по следующей формуле:

S = (2πdSSlSS + 2πdCSlCS + πdSTlST + πdDTlDT + πdHTlHT + 2πdFTlFT + Sx

Верхние трубки являютсяединым целым с задними перьями и учитываются вместе, Sx= 17 000 кв.мм (площадь трубы для велосипедного тормоза и упор для подставки). При толщине плёнки t = 0,03 мм

V = (2*π*17*1 050 + 2*π*17*380 + π*350*460 + π*350*420 + π*35*140 + 17 000)*0.03         (3)

V = 34582.456 mm3 = 34.6 cm3

   Расход краски для отдельно выбранной рамы, в которой две верхние трубки являются продолжением верхних перьев составит около 34,6 куб.см.

Рис.7

   На Рис.7 показана велосипедная рама, которую окрасили порошковой краской.

  После выполнения измерений и анализа была разработана улучшенная концепция окраски.

  Прежде всего, был разработан и испытан новый крючок для подвески. Его конструкция позволяет запирать трубки, проводить заряд и убирать нежелательные отложения порошка с помощью сжатого воздуха.

   Она позволяет последующую установку других компонентов в окрашенные части без необходимости  учёта толщины полученного лакокрасочного покрытия.

   В Таблице 1 приведены главные результаты испытаний новой конструкции крючка.

Количество работников

5 человек, начальник участка, его помощник, 2 подсобных рабочих в окрасочной камере, механик

Вспомогательное оборудование

Компрессор сжатого воздуха (4 атм), пылесос, заглушки для больших отверстий (каретка), липкая термостойкая лента для маскировки больших отверстий

Основная работа (начальник)

Подвеска рам на конвейер, разгрузка и контроль окрашенных рам, снятие заглушек

Вспомогательная работа (помощник)

Вставка заглушек на рамы перед окраской, помощь в загрузке и разгрузке линии, удаление лишнего порошка из монтажных зон рамы

Работа смежников (подсобники)

Удаление сжатым воздухом краски с резьбы и монтируемых деталей, контроль и восстановление слоя порошка в окрасочной кабине

Работа механика

Поддержание работы конвейера и контроль чистоты, загрузка порошка

Результат работы группы

 

В зависимости от производительности печи полимеризации, около 80 велосипедных рам

 

Стадия нанесения покрытия

Можно разделить на несколько этапов

- Проведение окрасочных работ автоматически или вручную. Необходимо контролировать слой порошка и работу вилки в ходе напыления

- Аккуратная подкраска в необходимых местах трибостатическим ручным пистолетом, если он предусмотрен комплектацией окрасочной линии

- Продувка внутренних частей рулевого стакана сжатым воздухом

- Удаление порошка с резьбы с заднего тормоза и прозрачной пластиковой плёнки с подседельной трубки

- Удаление пылесосом краски со складки на конце переключателя (если он является одним целым с рамой)

- Визуальная проверка и удаление загрязнений с опавшей краски в кабине, например пылесосом

- Доклад о каждой проблеме начальнику окрасочного участка немедленно

Б) Стадия перед полимеризацией

- Начальник участка осуществляет визуальный контроль рам на конвейере перед печью. Работники устраняют все недочёты. Помощник, занятый на снятии заглушек из рам и устраняет излишнее количество краски из складок.

В) Стадия после полимеризации

   Работники проверяют визуально качество поверхности плёнки покрытия (толщина плёнки, оттенок цвета и т.д.) при разгрузке конвейера. Любые недостатки качества необходимо устранять немедленно или отправлять на переделку.

   Окрашенные части необходимо подвесить на крючки на конвейере чтобы обеспечить достижение целостности поверхности. В идеальном случае крючки размещают в местах трубки, куда не поступает краска. Краску, попавшую в нежелательные места, можно удалить  из внутренних частей сжатым воздухом. Если применялась силиконовая замазка, то краску можно удалить вручную. Но при этом возникает риск повреждения поверхности в точке контакта.

Рис.8

Рис.9

На рисунках 8 и 9представлен новый вариант подвески. На рисунке 9 показан принцип подвешивания и очистки длинных трубок.

Обсуждение результатов

Авторы изобретения подразумевали в качестве сферы его приложения именно окраску велосипедных рам, хотя вполне возможно, оно найдёт своё применение и в других областях. Положительные результаты можно получить без сложной процедуры удаления порошковой краски с нежелательных мест её попадания при напылении.

   Конструкция подвески предусматривает мягкое касание внутренней части трубки токопроводящими наконечниками под воздействием силы тяжести на окрашиваемую трубку. Что обеспечивает хороший контакт и проводимость заряда. При этом нет никаких контактов на краях трубки, что позволяет получить хорошее покрытие. На основе осуществлённых наблюдений бригада из 5 человек может окрасить около 80 велосипедных рам в час.

Рис.10

Рис.11

   Группы из велосипедных рам на конвейере показаны на рисунке 10. На рисунке 11 показана чистая резьба каретки и чистое отверстие рулевого стакана.

Вывод

Представленная технология дополняет существующие на сегодня методы порошковой окраски. Её применение может улучшить и облегчить окраску трубок. В настоящем документе рассмотрены только вопросы конструкции подвески.

   Остальные детали технологии автор изобретения, с его слов, оставил в качестве своей эксклюзивной интеллектуальной собственности. Надо полагать из-за сложности доказательства новизны в патентном бюро и дальнейшей защиты своих авторских прав.

Статьи

Изменения цен на порошковые краски . Тенденции 2017гг.

На рынке порошковых красок в период с начала 2016 года по первый квартал 2017 года обозначились новые среднесрочные тенденции в ценообразовании. Основное влияние на них оказывают текущие и грядущие изменения в производстве сырья и компонентов.

2017-07-07 13:28:00

>>

Появление металликов нового поколения

Среди порошковых красок большую часть занимают т.н. металлики. Способности пигментов, содержащих тот или иной металл, придавать спецэффекты покрытию, всегда обуславливали желание химиков добавить их в краску...

2017-02-07 12:41:00

>>

Новые параметры порошковых красок

При работе с порошковыми красками дотошные технологи всегда обращают внимание на технический паспорт, выданный на конкретную партию. Описанные в техпаспорте свойства давно стандартизированы и отражают свойства плёнки покрытия, получаемого из данной краски.

2016-06-17 10:29:00

>>

Наши партнёры