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¿Qué afecta la eficiencia de transferencia?

El consultor de recubrimientos en polvo Rodger Talbert analiza la medición de la eficiencia de transferencia (TE) y la determinación de formas de mejorar.
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Pregunta: El supervisor me pidió medir nuestra eficiencia de transferencia y sugerir formas para mejorarla. Tenemos diez pistolas automáticas con unos cinco años de uso y funcionan bien. Hice el mantenimiento recomendado por el proveedor de la pistola. Según las instrucciones que me recomendó en un texto anterior, pesé las piezas, los racks y el polvo antes y después del proceso. Con base en esto, estimo que tenemos una TE de 45%. Algunas de nuestras pruebas fueron mejores que otras, pero obtuvimos una mínima del 41% y una máxima de 52%. ¿Es normal? ¿Está bien? ¿Cómo mejorar?

Respuesta: La eficiencia de transferencia se define como la relación entre la cantidad de polvo depositado en la pieza a recubrir y el polvo total aplicado mediante aerosol. Esta eficacia se expresa normalmente como porcentaje y las cantidades de polvo se determinan habitualmente en peso.

Primero abordemos lo que se considera una TE “normal” o buena. Muchos aspectos influyen en la eficiencia, entre los que se incluyen la pieza, cómo se coloca en el rack, qué tan bueno es el equipo y qué tan adecuada es la configuración general. Por ejemplo, la eficiencia de transferencia de primer paso (FPTE) en una canasta de alambre será sustancialmente menor que cuando se pulveriza en paneles planos. Hay más aire y menos superficie de la pieza. Es probable que la FPTE con polvo negro sea más alta que con polvo blanco, porque se necesita una capa más gruesa con el blanco para que se cubra por completo y, por lo tanto, se rocía menos polvo durante la aplicación de negro. Esta regla general sirve como ejemplo de por qué su TE podría ser del 41% en una aplicación y del 52% en otra. Entonces, no hay una TE normal a la que podamos señalar con consistencia. Sin embargo, su TE promedio podría y debería estar por encima del 50% según el promedio de la industria para la calidad del equipo y otras variables.

La otra parte de su pregunta es “¿cómo llegamos allí?”. Sabemos que una mayor eficiencia reducirá sus costos generales, el desgaste del equipo (menos repuestos) y los costos de mantenimiento, a la vez que mejorará la calidad del acabado y brindará una mayor capacidad de producción.

La siguiente es una lista de elementos que se pueden utilizar para una TE superior.

  • Configuración de voltaje y amperaje de la pistola. El rango típico de voltaje es de 20 a 100 kV. Los voltajes más altos producirán, generalmente, una deposición de polvo más pesada. Los microamperios pueden variar, pero el consumo óptimo de corriente para una buena deposición suele estar entre 10 y 20 microamperios, en especial si la pieza tiene algunas formas complejas que requieren penetración en áreas Faraday.
  • Controles neumáticos. Con respecto a las presiones de aire, por lo general, cuanto menor es la presión, mayor es la eficiencia de transferencia. Esto permite una mayor exposición en el campo de corona, un espesor de película más uniforme, menos abrasión de las piezas de desgaste y menor probabilidad de piel de naranja.
  • Posicionamiento de la pistola. A medida que la pistola se acerca a la pieza, el voltaje disminuye y el consumo de corriente aumenta. Cuando la corriente de la pistola excede los niveles óptimos, se crean más iones y fluyen más rápido hacia la pieza, lo cual posiblemente provoque una retroionización.
  • Forma de la pieza. Existe una diferencia entre superficies simples y superficies complejas. ¿Cuál es la relación aire/superficie? Eso es parte del desafío. Se necesitan ajustes de pistola para darle forma. El uso de los ajustes de fábrica para Faraday y repetición de recubrimiento puede resultar útil. Se recomienda probar la configuración general de la pistola para formas complejas.
  • Diseño del rack, posición de la pieza y densidad de la línea. La presentación correcta de la pieza afectará la eficiencia de transferencia. La superficie de su recubrimiento primario debe estar dentro de los cinco grados con respecto a la vertical, varias partes deben estar en el mismo plano y, cuando sea necesario, al mismo nivel. Las posiciones consistentes y accesibles son críticas para una TE alta. Cargar el transportador con tantos ganchos como sea factible y colgarlos lo más cerca posible aumentará la eficiencia de la transferencia, siempre que la cantidad de área de superficie en la zona de pulverización sea fácil de ver y de acceder a las pistolas. No es una buena idea sobrecargar para que las piezas se toquen o la cantidad de superficie exceda lo que se puede cubrir de manera efectiva mientras las partes se mueven a través de la cabina. Obviamente, si esto se hace de manera correcta, hay más superficie y menos aire en la zona objetivo.
  • Velocidad del aire de la cabina. El flujo de aire en la cabina es fundamental para lograr una eficiencia de transferencia excelente. El flujo de aire de la cabina debe ser lo suficientemente alto para eliminar la migración de polvo desde la cabina, pero no tan alto como para crear turbulencias e interferencias con la aplicación.
  • Tipo de boquilla. Las diferentes boquillas afectan la eficiencia de transferencia. Una boquilla de pulverización en abanico tiene un patrón bastante amplio, con mayor velocidad de avance. Las boquillas cónicas presentan una velocidad de avance más suave con diferentes tamaños de patrón, según el diámetro de la boquilla. Seleccione la boquilla que mejor se adapte al tamaño y la geometría de la pieza. Pruebe diferentes boquillas con el fin de verificar cuál es la mejor para su aplicación.
  • Técnica del operador. Si se utiliza la aplicación manual, el operador debe recibir capacitación sobre cómo configurar y operar la pistola. La configuración automática también es fundamental para una TE alta, requiere entrenamiento formal y experiencia para lograr una buena TE.
  • Movimiento y disparo de la pistola. El movimiento y el disparo de la pistola aumentarán la eficiencia de transferencia al depositar el polvo cuando y donde se necesite. El movimiento de la pistola mejorará la uniformidad del espesor de película, lo cual permitirá resultados más repetibles y optimizará el ajuste de la pistola. El disparo de la pistola reducirá el exceso de pulverización y la formación de película en el borde y dará como resultado una mayor eficiencia de transferencia. Los sensores y la automatización proporcionan una mejora sustancial en la precisión del disparo.
  • Control atmosférico. La humedad y la temperatura pueden afectar la TE. Los resultados consistentes requieren el control de la atmósfera dentro de un rango razonable. La humedad elevada puede hacer que el polvo se aglomere y resista el flujo, mientras que una humedad muy baja puede generar una carga estática no deseada. El exceso de calor puede hacer que el polvo pierda estabilidad química. Ambos afectarán, en gran medida, la eficiencia de la transferencia.
  • Conexión a tierra. Uno de los aspectos más críticos de un recubrimiento en polvo eficiente es la conexión adecuada a tierra. Todos los componentes del sustrato deben estar conectados a tierra, con una resistencia a tierra que no exceda un megaohmio. Asegúrese de que todos los puntos de contacto estén libres de polvo curado y que hagan buen contacto con las piezas. Una puesta a tierra deficiente provoca formación de película inconsistente y un recubrimiento más ligero y pesado.
  • Tamaño de partícula de polvo. La distribución adecuada del tamaño de partícula es importante para una deposición eficaz del polvo. Las partículas más pequeñas pueden ser difíciles de fluidificar y es posible que no tengan suficiente carga para ser atraídas fuertemente hacia la pieza. Las partículas más grandes pueden producir una formación de película más gruesa y más piel de naranja. Controle el tamaño de las partículas consumiendo el polvo recuperado tan rápido como lo genere y trabaje con su proveedor de polvo.

Muchas variables afectan la eficiencia de transferencia. El ajuste de ellas puede dar una medición uniforme y buena eficiencia. Espero que esto le ayude a comprender mejor su sistema y lo lleve a una mayor eficiencia.

Rodger Talbert

Rodger Talbert

Rodger Talbert comenzó su carrera en recubrimientos en 1976 cuando comenzó a trabajar para una pequeña empresa que se dedica a la fabricación de metales y recubrimientos personalizados. Trabajó allí durante 10 años, llegando al puesto de vicepresidente de Ventas y Marketing. Dejó ese puesto para trabajar como ingeniero de ventas para una empresa más grande que diseña y construye sistemas de recubrimiento, y trabajó allí durante siete años. En 1993, Talbert inició su propio negocio como consultor. Dirigió su propia empresa durante 15 años antes de unirse a The Powder Coating Institute como director técnico en 2009. Se desempeñó como Director Ejecutivo de PCI hasta junio de 2012.

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