Cuándo usar pistolas de pulverización de aire o atomizadores de campana giratoria para aplicaciones con robots

Pregunta: ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de utilizar pistolas de pulverización de aire automáticas frente a los atomizadores de campana giratoria para la pintura con robots?

Respuesta: Existen diferencias considerables entre cómo funcionan las pistolas de pulverización de aire y los atomizadores rotativos en robots para operaciones de acabado automatizadas. Cada tipo de atomizador tiene capacidades de rendimiento específicas según el fabricante, el tipo de modelo y el diseño; por lo tanto, las respuestas aquí presentadas son más una comparación general.

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Las pistolas de pulverización atomizadas por aire son aplicadores probados, bien conocidos y ampliamente aceptados en todas las industrias, excepto quizás en la industria de las OEM automotrices y de camiones, donde casi exclusivamente se utilizan atomizadores de campana giratoria. Hay menos información y experiencia compartida disponible con respecto al uso de campanas giratorias en segmentos de la industria diferentes a la automotriz.

Vale la pena considerar cómo cada tipo de aplicador atomiza la pintura. Todas las fotos son cortesía de Dürr Systems Inc.

Por lo general, los atomizadores de campana giratoria son bien conocidos por recubrir superficies grandes y planas porque generan patrones de pulverización amplios utilizando la electrostática. Sin embargo, en los últimos años, se han desarrollado atomizadores de campana giratoria más especializados que producen patrones estrechos para revestir geometrías más pequeñas y complejas, y algunas funcionan sin electrostática. Esta es la misma tecnología que se usa para pintar el interior de la carrocería, como las jambas de las puertas y las cajas de motores.

Las pistolas de pulverización de aire se pueden obtener en una variedad de configuraciones de boquilla/cabezal de aire, las cuales por naturaleza producen patrones de forma ovalada al combinar el aire de atomización y las presiones de aire del ventilador. Por el contrario, los atomizadores de campana giratoria producen patrones de pulverización de forma circular al aplicar aire para dar forma a anillos de aire, los cuales consisten en un conjunto de orificios posicionados en puntos definidos detrás del disco giratorio en forma de campana. En algunos casos, estas corrientes de aire no sólo dan forma a los patrones, sino que también pueden complementar el proceso de atomización.

Vale la pena considerar cómo cada tipo de aplicador atomiza la pintura. Los atomizadores de campana giratoria rompen la pintura en gotitas aplicando fuerzas centrífugas en el borde de los discos giratorios, mientras que las pistolas de aire convencionales atomizan el fluido por impacto en los cabezales de aire de las boquillas. Una diferencia importante es que los atomizadores de campana giratoria tienen suficiente energía para producir una matriz de partículas de pintura de menor tamaño, con un mayor porcentaje de partículas distribuidas de manera más uniforme. Esto cambia los sólidos húmedos en la película de pintura y puede contribuir a la suavidad general del acabado de la superficie.

Los atomizadores de campana giratoria son más robustos y precisos que las pistolas de pulverización de aire convencionales y, por lo general, implican una mayor inversión. Se han dedicado décadas de extensa investigación y desarrollo al diseño de aplicadores de campana giratoria que satisfagan las rigurosas demandas de la industria del automóvil. Por ejemplo, deben funcionar de forma automática, fiable y sin problemas para tiempos de funcionamiento prolongados sin limpieza manual. Al mismo tiempo, deben producir espesores de recubrimiento muy consistentes, con defectos mínimos y la mayor eficiencia de transferencia posible. Por el contrario, las pistolas de pulverización de aire de baja presión están simplificadas y las capacidades de rendimiento tienen limitaciones.

Los aplicadores de campana giratoria están diseñados exclusivamente para automatización. Ofrecen algunas funcionalidades únicas que no son posibles con pistolas de aire, como lo son el enjuague automático del cabezal de rociado y válvulas de descarga de retorno de fluido integradas. Algunos pueden incluir válvulas de fluido internas para la mezcla 2K de varios componentes dentro del atomizador o para el cambio de color interno. Con la limpieza automática del cabezal de rociado, los aplicadores pueden ser más sostenibles para un funcionamiento continuo, lo cual permite reducir la limpieza y el mantenimiento manuales.

Otra diferencia es que las pistolas de pulverización de aire dependen de la limpieza de los orificios del cabezal de aire y del estado general para garantizar un resultado de pintura uniforme y repetible. A veces, un cabezal de aire defectuoso puede crear divisiones no deseadas y defectos de pintura de apariencia babosa. Las campanas giratorias comúnmente producen un proceso de acabado más repetible.

Existen diferencias considerables entre cómo funcionan y se utilizan las pistolas de pulverización de aire y los atomizadores giratorios en los robots.

Normalmente, los recubrimientos de pintura utilizados en la industria general están formulados para su uso con atomizadores de aire manuales. Las versiones automáticas del mismo aplicador se utilizan para procesos automatizados. Para usar los mismos recubrimientos con campanas giratorias, es posible que sea necesario ajustar la viscosidad o los cambios de disolvente reductor para producir resultados de pintura óptimos o mejorados.

El tipo de aplicador influye de forma importante en la programación de la trayectoria del robot. Las pistolas de aire requieren que los operadores manejen la posición de la muñeca de manera específica para mantener los patrones de pulverización de pintura de forma ovalada, orientados específicamente sobre la pieza de trabajo. En contraste, la pluma simétrica producida por las campanas giratorias permite a los robots más libertad de movimiento, habilita tiempos de ciclo más cortos y simplifica enormemente los programas y trayectorias de movimiento del robot, lo cual ayuda a evitar problemas de singularidad. Según el aplicador, tamaño general, peso y ángulo de montaje en el robot, la programación será más fácil o difícil. En general, las pistolas de aire tienden a ser más pequeñas y livianas.

Los atomizadores de campana giratoria se utilizan casi exclusivamente en la industria automotriz.

La experiencia de la industria automotriz ha demostrado que las campanas giratorias pueden ofrecer ventajas considerables basadas en el ahorro de pintura, el tiempo reducido de ciclo, la facilidad de mantenimiento, la renovación de pintura y la limpieza de la cabina. En circunstancias en las que las pinturas tienen un costo muy alto o los estándares de calidad requieren una apariencia suave, las campanas giratorias pueden ser la mejor opción. Los acabados de capa transparente son más atractivos cuando se aplican con campanas giratorias debido al aumento de los solventes evaporados, lo que mejora las propiedades de flujo del material y ayuda a prevenir defectos no deseados de estallido de solventes. Dependiendo de su proceso de pintura y de los objetivos de su proceso de pulverización automática, las pistolas de aire pueden ser la mejor opción en general.

En resumen, ambos tipos de aplicadores tienen sus pros y contras. Las pistolas de aire, en particular los aplicadores de tipo HVLP, se consideran atomizadores de referencia para la pintura a baja presión en la industria general. Los atomizadores de campana giratoria pueden ofrecer importantes mejoras clave para la pintura automatizada. Al final, ambas tecnologías de atomización deben considerarse amplia y cuidadosamente para su proceso de pulverización automático específico.