Els equips de recobriment són una part indispensable i important dels sistemes moderns de fabricació industrial. S'utilitzen àmpliament en indústries com l'automoció, els electrodomèstics, la ferreteria, la construcció naval, la maquinària d'enginyeria, els mobles i el transport ferroviari. La seva tasca principal és aplicar recobriments uniformement a la superfície de les peces per formar recobriments protectors, estètics i funcionals. A causa de les complexes condicions de treball en el procés de recobriment, que impliquen flux d'aire, líquids, pols, reaccions químiques, assecat a alta temperatura i substàncies corrosives, els materials utilitzats en la fabricació d'equips de recobriment han de ser fiables en rendiment i adaptables per garantir un funcionament estable a llarg termini, recobriments d'alta qualitat i seguretat operativa.
Una selecció raonable de materials per a equips de recobriment requereix que els enginyers comprenguin completament les característiques de rendiment de diversos materials i facin judicis exhaustius basats en l'entorn operatiu de l'equip, els requisits del procés i els principis econòmics. Els fabricants de línies de producció de recobriments analitzaran la càrrega i els requisits de materials dels components comuns en funció de l'estructura funcional de l'equip de recobriment, exploraran l'aplicabilitat de diferents materials en equips de recobriment i els seus avantatges i desavantatges, i proposaran estratègies i tendències de desenvolupament integrals per a la selecció de materials.
I. Estructura bàsica i components clau dels equips de recobriment
L'equip de recobriment normalment consta d'un sistema de pretractament, un sistema de subministrament de recobriment, dispositius de polvorització, un sistema de transport, un equip d'assecat, un sistema de recuperació, un sistema de ventilació i escapament i un sistema de control. L'estructura és complexa i l'entorn operatiu és variat. Cada sistema realitza funcions diferents i requereix materials diferents.
El sistema de pretractament implica altes temperatures, alta humitat i productes químics corrosius forts.
El sistema de polvorització implica un flux d'aire d'alta velocitat, electrostàtica d'alt voltatge i riscos de descàrrega elèctrica.
El sistema de transport ha de suportar el pes de les peces i funcionar durant llargs períodes.
Els equips d'assecat impliquen problemes d'escalfament a alta temperatura i expansió tèrmica.
El sistema de ventilació requereix canonades i estructures de ventiladors resistents a la corrosió i antienvelliment.
El sistema de tractament de gasos residuals i de recuperació de recobriments ha de gestionar gasos i pols inflamables, explosius o altament corrosius.
Per tant, la selecció de materials s'ha d'adequar a les condicions de treball específiques de cada àrea funcional, sense un enfocament únic per a tots.
II. Principis bàsics per a la selecció de materials en equips de recobriment
A l'hora de seleccionar materials per a diferents peces, cal seguir els principis bàsics següents:
1Prioritzar la resistència a la corrosió
Com que el procés de recobriment sovint implica medis corrosius com ara solucions àcides i alcalines, dissolvents orgànics, recobriments i agents de neteja, el material ha de tenir una excel·lent resistència a la corrosió química per evitar l'oxidació, la perforació i la degradació estructural.
2Resistència a altes temperatures o estabilitat tèrmica
Els components que funcionen en assecadors d'alta temperatura o forns de sinterització han de tenir resistència a altes temperatures, un bon coeficient d'expansió tèrmica i resistència a l'envelliment per calor per fer front als canvis de temperatura i als xocs tèrmics.
3Resistència mecànica i rigidesa
Les peces estructurals de suport, els sistemes d'elevació, les vies i els transportadors han de tenir prou resistència i resistència a la fatiga per garantir un funcionament estable sense deformacions.
4.Superfície llisa i fàcil neteja
Els equips de recobriment són propensos a la contaminació per recobriments, pols i altres contaminants, per la qual cosa els materials han de tenir una superfície llisa, una bona resistència a l'adherència i propietats de neteja fàcils per facilitar el manteniment.
5Bona processabilitat i muntatge
Els materials han de ser fàcils de tallar, soldar, doblegar, estampar o sotmetre's a altres processaments mecànics, adaptant-se a la fabricació i muntatge d'estructures d'equips complexos.
6Resistència al desgast i longevitat
Els components que funcionen amb freqüència o tenen contacte per fricció han de tenir una bona resistència al desgast per allargar la vida útil i reduir la freqüència de manteniment.
7.Requisits d'aïllament o conductivitat elèctrica
Per als equips de polvorització electrostàtica, els materials han de tenir bones propietats d'aïllament elèctric; mentre que els dispositius de protecció de connexió a terra requereixen materials amb bona conductivitat elèctrica.
III. Anàlisi de la selecció de materials per a components clau en equips de recobriment
1. Sistema de pretractament (desgreixatge, eliminació d'òxid, fosfatació, etc.)
El sistema de pretractament sovint requereix un tractament químic de les superfícies de les peces amb líquids àcids o alcalins a alta temperatura. Aquest entorn és altament corrosiu, cosa que fa que la selecció del material sigui especialment crítica.
Recomanacions de materials:
Acer inoxidable 304/316: S'utilitza habitualment per fosfatar i desgreixar dipòsits i canonades, amb bona resistència a àcids i alcalins i a la corrosió.
Planxes d'acer revestides de plàstic (PP, PVC, PE, etc.): Aptes per a ambients altament àcids, amb costos relativament baixos i una forta resistència a la corrosió. Aliatge de titani o FRP: Té un bon rendiment en ambients altament corrosius i d'alta temperatura, però a un cost més elevat.
2. Sistema de polvorització (pistoles de polvorització automàtiques, cabines de polvorització)
La clau dels equips de polvorització és atomitzar el recobriment, controlar el flux i prevenir l'acumulació de pintura i els riscos de descàrrega electrostàtica.
Recomanacions de materials:
Aliatge d'alumini o acer inoxidable: s'utilitza per a carcasses de pistoles de polvorització i canals interns, oferint bona resistència a la corrosió i propietats lleugeres.
Plàstics d'enginyeria (per exemple, POM, PTFE): S'utilitzen per recobrir components de flux per evitar que la pintura s'aglutini i s'obstrueixi. Materials compostos antiestàtics: S'utilitzen per a les parets de la cabina de polvorització per evitar l'acumulació d'electricitat estàtica que podria provocar espurnes i explosions.
3. Sistema de transportadors (vies, sistemes de suspensió, cadenes) Les línies de recobriment sovint utilitzen transportadors de cadena o transportadors de rodets terrestres, que suporten càrregues pesades i funcionen durant períodes prolongats.
Recomanacions de materials:
Acer d'aliatge o acer tractat tèrmicament: s'utilitza per a pinyons, cadenes i erugues amb alta resistència i excel·lent resistència al desgast.
Acer resistent al desgast de baixa aleació: Apte per a zones amb desgast intens, com ara vies de gir o trams inclinats.
Corredisses de plàstics d'enginyeria d'alta resistència: s'utilitzen en sistemes de reducció de fricció i amortiment per reduir el soroll i millorar el funcionament suau.
4. Equip d'assecat (forn d'aire calent, caixes d'assecat) La zona d'assecat requereix un funcionament continu a temperatures que oscil·len entre els 150 °C i els 300 °C o fins i tot superiors, amb uns alts requisits d'estabilitat tèrmica del metall.
Recomanacions de materials: Acer inoxidable resistent a la calor (per exemple, 310S):
Pot suportar altes temperatures sense deformar-se ni oxidar-se.
Acer al carboni + recobriments d'alta temperatura: adequat per a túnels d'assecat de temperatura mitjana a baixa, rendible però amb una vida útil lleugerament més curta.
Capa d'aïllament de fibra refractària: s'utilitza per a l'aïllament de parets internes per reduir la pèrdua de calor i millorar l'eficiència energètica.
5. Sistema de ventilació i escapament
S'utilitza per controlar el flux d'aire, prevenir la propagació de substàncies tòxiques i nocives i garantir un taller net i la seguretat dels treballadors.
Recomanacions de materials:
Conductes de PVC o PP: resistents a la corrosió de gasos àcids i alcalins, utilitzats habitualment per a l'extracció de boira àcida i alcalina.
Conductes d'acer inoxidable: s'utilitzen per transportar gasos d'alta temperatura o que contenen dissolvents de pintura.
Impulsors de ventilador de fibra de vidre: lleugers, resistents a la corrosió i adequats per a entorns de recobriment químic.
6. Dispositius de recuperació i tractament de gasos residuals
Durant els processos de recobriment en pols i de recobriment amb dissolvents, es generen pols i compostos orgànics volàtils (COV), que requereixen recuperació i purificació.
Recomanacions de materials:
Acer al carboni amb recobriment en polvorització + recobriment anticorrosió: s'utilitza per a contenidors de recuperació i sales d'eliminació de pols, rendible. Carcasses de filtre d'acer inoxidable: adequades per a entorns amb altes concentracions de dissolvents i corrosió orgànica severa.
Contenidors de carbó activat i dispositius de combustió catalítica: Implica reaccions a alta temperatura i requereix metalls o ceràmiques resistents a altes temperatures.
IV. Factors ambientals i de seguretat en la selecció de materials
Els tallers de recobriment sovint s'enfronten als següents riscos:
Inflamabilitat i explosió de dissolvents orgànics: els materials han de tenir propietats antiestàtiques i antiespurnes, amb connexions de terra fiables.
Riscos d'explosió de pols: Eviteu materials propensos a l'acumulació de pols o a la ignició, especialment en espais tancats.
Control estricte d'emissions de COV: la selecció de materials ha de tenir en compte la sostenibilitat ambiental i evitar la contaminació secundària.
Humitat elevada o gasos corrosius: utilitzeu materials antioxidants, anticorrosius i resistents a la intempèrie per reduir la freqüència de manteniment dels equips.
A l'hora de dissenyar, els fabricants de línies de producció de recobriments han de tenir en compte la selecció de materials, el disseny estructural, els estàndards de seguretat i les condicions de funcionament per evitar substitucions freqüents i riscos per a la seguretat.
V. Consideracions econòmiques i de manteniment en la selecció de materials
En la fabricació d'equips de recobriment, no totes les peces requereixen materials cars d'alt rendiment. Una configuració racional del gradient de material és la clau per controlar els costos i garantir el rendiment:
Per a zones no crítiques, es pot seleccionar acer al carboni o plàstics normals que siguin econòmics.
Per a zones altament corrosives o d'alta temperatura, s'han d'utilitzar materials fiables resistents a la corrosió i a altes temperatures.
Per a peces que es desgasten amb freqüència, es poden utilitzar components resistents al desgast reemplaçables per millorar l'eficiència del manteniment.
Les tecnologies de tractament de superfícies (com ara la polvorització, els recobriments anticorrosius, la galvanoplàstia, l'oxidació, etc.) milloren significativament el rendiment dels materials ordinaris i poden substituir algunes matèries primeres cares.
VI. Tendències de desenvolupament futures i direccions d'innovació de materials
Amb l'avanç de l'automatització industrial, les regulacions mediambientals i la fabricació sostenible, la selecció de materials per als equips de recobriment s'enfronta a nous reptes:
Materials verds i respectuosos amb el medi ambient
Els nous metalls i no metalls amb baixes emissions de COV, reciclables i no tòxics esdevindran habituals.
Materials compostos d'alt rendiment
L'ús de plàstics reforçats amb fibra de vidre, compostos de fibra de carboni i altres aconseguirà una millora sinèrgica del lleugeresa, la resistència a la corrosió i la resistència estructural.
Aplicacions de materials intel·ligents
"Materials intel·ligents"amb funcions de detecció de temperatura, inducció elèctrica i autoreparació s'aplicaran gradualment als equips de recobriment per millorar els nivells d'automatització i les capacitats de predicció de fallades.
Tecnologia de recobriments i optimització d'enginyeria de superfícies
El revestiment làser, la polvorització de plasma i altres tecnologies milloraran el rendiment superficial dels materials ordinaris, reduint els costos dels materials i allargant la vida útil.
Data de publicació: 15 de setembre de 2025
