Đề tài Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SƠN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SƠN TRÊN Ô TÔ Chức năng nhiệm vụ của sơn Sơn là hợp chất hóa học bao gồm: nhựa hoặc dầu chưng luyện, có chất màu hoặc không có chất màu. Khi sơn lên bề mặt sản phẩm ta được lớp màng mỏng bám trên bề mặt có tác dụng cách ly với môi trường khí quyển, bảo vệ và làm đẹp sản phẩm. Sơn có nhiều loại và có những tác dụng khác nhau, trong đó chủ yếu là: Tác dụng bảo vệ Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta thường sử dụng các loại dụng cụ, thiết bị được làm bằng kim loại, gỗ và chất dẻo. Vật liệu kim loại khi tiếp xúc với môi trường ăn mòn, nước và không khí sẽ bị oxy hóa và ăn mòn, đặc biệt trong môi trường vùng biển kim loại bị ăn mòn rất nghiêm trọng. Theo con số thống kê của một số nước, sự ăn mòn hằng năm làm tổn hại từ 2% đến 4% tổng sản lượng kinh tế quốc dân (GDP). Kết quả là tạo nên sự lãng phí rất lớn đến tài nguyên có hạn của quốc gia và làm cho môi trường tự nhiên bị ô nhiễm nghiêm trọng. Để bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn thường dùng phương pháp sơn, lớp sơn là lớp bảo vệ có hiệu quả nhất trong nhiều lĩnh vực và đặc biệt trong công trình kiến trúc lớn. Ví dụ: thiết bị trong môi trường vùng biển, nếu không có lớp sơn, tuổi thọ chỉ được vài năm, khi được bảo vệ bằng lớp sơn chống ăn mòn lâu dài và định kỳ sơn, tuổi thọ sử dụng có thể kéo dài 30 đến 50 năm, thậm chí đến 100 năm. Gỗ và chất dẻo là hai loại nguyên liệu được sử dụng rộng rãi, gỗ thường bị mục nát trong môi trường khí ẩm và vi sinh vật, chất dẻo thường bị lão hóa do nhiệt và ánh sáng, vì vậy gỗ và chất dẻo cũng được bảo vệ bằng lớp sơn. Điều quan trọng nhất của sơn là bảo vệ bề mặt sản phẩm. Màng sơn mỏng hình thành trên bề mặt chi tiết cách ly với môi trường như nước, không khí, ánh sáng mặt trời và môi trường ăn mòn (như axit, kiềm, muối…) bảo vệ sản phẩm không bị ăn mòn. Nếu như bề mặt có lớp màng cứng, có thể làm giảm sự va đập, ma sát do đó sơn còn có tác dụng bảo vệ cơ khí. Tác dụng trang trí Lớp sơn có thể tạo nên nhiều màu sắc khác nhau, đồng thời còn tạo ra bề mặt bóng, bằng phẳng, lớp sơn mỹ thuật có dạng vân búa, nhăn, rạn… có tác dụng trang trí đẹp làm thay đổi cảnh quan, được mọi người ưa thích. Khi bề mặt sản phẩm được phủ lớp sơn, đặc biệt là sơn mỹ thuật thì màng sơn rất bóng, đẹp, có thể tạo ra nhiều màu tùy ý, đẹp, dễ chịu, thoải mái. Tác dụng chỉ dẫn Sơn có rất nhiều loại màu như xanh, đỏ, tím, vàng… được dùng trong quản lý giao thông, các đường ống của thiết bị hóa chất, những thiết bị cơ khí đặc biệt… có tác dụng chỉ dẫn đề phòng nguy hiểm, tai nạn. Ngoài tác dụng bảo vệ và trang trí sơn còn có công dụng đặc biệt, sơn các màu lên các thiết bị quân sự có thể ngụy trang, sơn chống tia hồng ngoại có thể chống được địch phát hiện được mục tiêu quân sự. Đối với ô tô là vật di chuyển trên đường nên cần phải sơn để cho người đi đường có thể nhận biết từ xa. Tác dụng đặc biệt Ngoài tác dụng trên, sơn còn các công dụng đặc biệt Tính năng lực: sơn chịu mài mòn, sơn trơn, giảm ma sát… Tính năng nhiệt: sơn chỉ thị nhiệt, sơn chịu nhiệt độ, sơn chống lửa… Tính năng từ: sơn dẫn điện, sơn tĩnh điện dẫn điện, sơn hấp thụ từ… Tính năng quang: sơn phát sang, sơn phản quang… Tính năng sinh vật: sơn chống hà, sơn chống mốc… Tính năng hóa học: sơn chịu axit, chịu kiềm, và các loại hóa chất… Những tính năng đặc biệt của sơn làm tăng cường tính năng và mở rộng phạm vi sử dụng, do vậy yêu cầu về sơn và kỹ thuật sơn ngày càng cao. Quá trình phát triển của sơn và kỹ thuật sơn Sơn đã có từ hàng ngàn năm trước, sơn được làm từ các nguyên liệu thiên nhiên vì vậy nên tính năng, phạm vi sử dụng, phương pháp gia công đều bị hạn chế. Sự phát triển rất mạnh mẽ của công nghiệp dầu mỏ thế kỷ XX đã tạo nên nhiều loại nhựa tổng hợp có tính năng ưu việt sản xuất ra các loại sơn mới như: sơn phenol formandehit, sơn nitroxenlulo, sơn ankyd. Trong mấy thập niên trở lại đây, những loại sơn cao cấp trong công nghiệp đều dùng từ sơn nhựa tổng hợp như: nhựa gốc amin, nhựa acrylat, nhựa poliurethan, nhựa epoxy…những loại sơn này không chỉ góp phần quan trọng vào sự phát triển của nền công nghiệp nói chung mà còn đặc biệt được quan tâm trong ngành sản xuất chế tạo ô tô nói riêng. Các phương pháp gia công sơn thủ công như quét, phun, nhúng, sơn trục lăn đã chuyển sang các phương pháp gia công sơn hiện đại như: sơn tĩnh điện, sơn cao áp không có không khí, sơn bột tĩnh điện, sơn nhúng tĩnh điện. Niên đại  Các loại sơn chủ yếu  Phương pháp gia công  Đặc điểm   Thập niên 50 thế kỷ XX  Sơn nitroxenlulo, sơn ankyd, sơn bitum  Phun sơn thủ công, nhúng  Hiệu suất thấp, nguy hiểm, ô nhiễm môi trường cao   Thập niên 60 - 70 thế kỷ XX  Sơn gốc amin, acrylat, epoxy, nhúng tĩnh điện anốt, sơn bột.  Sơn tĩnh điện, sơn nhúng tĩnh điện anốt, sơn bột  Hiệu suất cao, an toàn, ô nhiễm thấp   Thập niên 80 thế kỷ XX  Sơn không có dung môi, sơn bề mặt chất rắn cao, nhúng tĩnh điện katốt  Sơn nhúng tĩnh điện katốt, sơn tự động, sơn sấy quang, sơn cuộn  Tốt, hiệu suất cao, an toàn, ô nhiễm thấp   Thập niên 90 thế kỷ XX  Sơn lớp trung gian, sơn lót và sơn quang tính nước, sơn bóng chất rắn cao  Sơn tĩnh điện, tính nước, sơn nhúng tĩnh điện katot dày  Chất thải phù hợp với tiêu chuẩn   Thí nghiệm  Sơn bề mặt tính nước, sơn bóng bột  Sơn tĩnh điện màng mỏng  Chất thải phù hợp với tiêu chuẩn   Bảng 1.1 Quá trình phát triển của sơn và kỹ thuật gia công thế kỷ XX Các loại sơn Sơn có rất nhiều loại, mỗi loại có tính chất khác nhau. Căn cứ vào yêu cầu sử dụng mà chọn loại sơn thích hợp STT  Loại sơn  Ưu điểm  Nhược điểm   1  Sơn dầu  Chịu khí hậu tốt, dùng trong nhà, ngoài trời  Khô chậm, tính năng cơ khí thấp, không thể mài, đánh bóng   2  Sơn thiên nhiên  Khô nhanh, sơn gầy cứng, dễ đánh bóng. Sơn bóng dẻo chịu khí hậu tốt  Sơn gầy chịu khí hậu kém, sơn béo không thể đánh bóng   3  Sơn phenol formandehit  Màng cứng chịu nước, chịu ăn mòn hóa học và cách điện  Dễ biến màu, màng sơn giòn   4  Sơn bitum  Chịu nước, chịu axit, cách điện  Màu đen, không thể chế tạo các loại sơn màu, chịu ánh sáng yếu   5  Sơn ankyd  chịu khí hậu tốt, bóng, bền  Màng sơn mềm, chịu kiềm kém   6  Sơn gốc amin  Độ cứng cao, bóng, chịu nhiệt, chịu kiềm, bám chắc tốt  Ở nhiệt độ cao đóng rắn, màng sơn sấy giòn   7  Sơn gốc nitro  Khô nhanh chịu dầu, chịu mài mòn, chịu khí hậu tốt  Dễ cháy, không chịu ánh sáng, tia tử ngoại, không chịu nhiệt độ trên 60 độ C   8  Sơn nitro xenlulo  Chịu khí hậu tốt, chịu ánh sáng, tia tử ngoại, có loại chịu kiềm  Bám chắc yếu, chịu ẩm yếu   9  Sơn clovinyl  Chịu khí hậu tốt, chịu ăn mòn hoá học, nước, chịu dầu  Bám chắc yếu, không thể đánh bóng, mài, không chịu nhiệt độ trên 80 độ C   10  Sơn vinyl  Đàn hồi tốt, màu trắng, chịu mài mòn và chịu ăn mòn hoá học  Chịu dung môi, chịu nhiệt kém, không chịu ánh sáng   11  Sơn acrylat  Màng sơn không màu, chịu nhiệt, chịu khí hậu tốt, bền màu chịu ánh sáng, chịu ăn mòn hoá học  Chịu dung môi kém   12  polyester  Hàm luợng chất rắn cao, chịu nhiệt, chịu mài mòn và cách điện  Bám chắc yếu   13  epoxy  Bám chắc tốt, chịu kiềm, dai, cách điện  Chịu ánh sáng yếu, để ngoài trời dễ tạo bột   14  Sơn polyurethan  Chịu mài mòn tốt, chịu nuớc, chịu ăn mòn hoá học, cách điện, nhiệt  Khi phun gặp ẩm dễ tạo bọt, màng sơn dễ tạo bọt biến vàng   15  Sơn silicon  Chịu nhiệt, bền trong không khí, không biến màu, cách điện, chịu nước, khó lão hoá  Chịu xăng kém, có loại giòn   16  Sơn cao xu  Chịu axit kiềm, chịu ăn mòn, nuớc và chịu mài mòn  Dễ biến màu, không chịu ánh sáng   Bảng 1.2 Phân loại và ưu nhược điểm các loại sơn Sơn ô tô đòi hỏi tính năng cao nhất trong các loại sơn trang trí vì vậy dựa vào đặc tính của từng loại sơn mà các nhà sản xuất đưa ra phương án phù hợp nhất để tạo ra các loại sơn cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô. Sơn nitroxenlulo cho thêm nhựa ankyd để làm tăng tính dẻo dùng dung môi pha thành sơn. Sơn khô nhanh (khô bề mặt 15 phút, khô bên trong 1 - 1.5h) màng cứng, chịu mài mòn, có thể đánh bóng. Nhược điểm của sơn là hàm lượng chất rắn thấp, dung môi nhiều dễ cháy, độ bằng phẳng kém, gia công lúc ẩm ướt dễ biến trắng. dùng để sơn lót xe ô tô, máy cơ khí, sản phẩm công nghiệp nhẹ, chất dẻo, da, vải, gỗ, đồ dùng trong nhà...sơn lớp thứ hai và sơn bề mặt. Nếu tăng hàm lượng nhựa ankyd không khô sẽ làm giảm độ cứng không thể đánh bóng. Độ bền khí hậu của sơn gốc nitroxenlulo rất kém để cải thiện cần cho thêm nhựa gốc amin, làm tăng độ trong suốt, hàm lượng chất rắn và độ bền khí hậu. Sơn gốc nitroxenlulo chịu ánh sáng kém sau một năm mất bóng, để cải thiện tính năng cho thêm acrylat tính dẻo, có thể chịu ánh sáng, khí hậu, độ trong suốt, độ bóng, độ bám chắc được nâng cao, sấy làm khô giảm đi nhưng dễ biến trắng, có thể dùng làm sơn ô tô, sơn chất dẻo và gỗ. Sơn poliurethan có màng sơn bóng, cứng, chịu mài mòn tốt, bám chắc, chịu nhiệt, chịu dung môi, tính bền hoá học cao là loại sơn cò nhiều tính năng tốt. Sơn sấy gốc amin truyền thống và sơn sấy gốc amin acrylat dùng để sơn bề mặt ô tô, chịu mưa, nắng, axit kém. Sơn sấy poliurethan chịu mưa nắng, axit tốt, dùng để sơn bề mặt ô tô rất tốt. Sơn nhựa gốc vinyl, nhựa polyvinylclorua (PVC) chịu ăn mòn hoá học tốt, chịu mài mòn, nhưng độ kết tinh của nhựa rất mạnh, nhựa rất khó hoà tan, không thể làm sơn có dung môi, thông thường chỉ làm sơn dày dạng keo, dùng làm sơn gầm ô tô hoặc vật liệu trát khe hở xe ô tô. Sơn hàm lượng chất rắn cao khoảng 80%. Có nhiều loại sơn như sơn ankyd, polieste, epoxi, poliurethan, acrylat…trong đó hàm lượng chất rắn của sơn acrylat cao nhất. không vượt quá 70%. Sơn hàm lượng chất rắn cao, sơn 1 lần có độ dày lớn hơn 40µm, hiệu suất gia công cao. Sơn trong suốt acrylat, poliurethan dùng để làm chất đánh bóng xe ô tô, có độ bóng rất cao, trang trí đẹp, sơn có màu dùng để sơn mặt ngoài xe ô tô. Sơn epoxi có hàm lượng chất rắn cao, dùng làm sơn bảo vệ. Sơn polyeste có hàm lượng chất rắn cao dùng để sơn lớp giữa xe ô tô hoặc tấm kim loại cuộn. Sơn poliurethan hàm lượng chất rắn cao dùng làm sơn chất dẻo và gầm xe ô tô. Những nhân tố cơ bản của sơn Những nhân tố cơ bản của sơn gồm ba phần: nguyên liệu sơn, phương pháp và thiết bị sơn, công nghệ và quản lý sơn Nguyên liệu sơn (chủ yếu là sơn), phương pháp và thiết bị sơn là điều kiện quan trọng bảo đảm chất lượng sơn nhưng không phải là điều kiện quyết định chủ yếu. Chất lượng sơn tốt, thiết bị gia công tiên tiến là điều kiện cơ bản được màng sơn tốt, bảo đảm thực hiện sơn có hiệu quả cao, kinh tế nhưng để được chất lượng cuối cùng của lớp sơn phải dựa vào quản lý và công nghệ. Khi chọn sơn, ngoài việc nghiên cứu đến chất lượng và giá cả, còn phải nghiên cứu đến công nghệ và quản lý, sự phối hợp sơn và thao tác sơn. Nếu như sự phối hợp sơn có vấn đề hoặc thao tác phức tạp, quá trình công nghệ khó khăn thì chất lượng sơn không đảm bảo yêu cầu. Chọn thiết bị sơn không những có hiệu suất cao, giá thành hợp lý mà còn phải đảm bảo an toàn, thao tác và bảo dưỡng đơn giản. Nếu như thiết bị có độ an toàn độ bền kém dễ sinh ra sự cố, quy trình công nghệ không thể thực hiện bình thường. Nếu như thao tác sử dụng thiết bị khó, yêu cầu kỹ thuật cao và quản lý chất lượng kém, chất lượng lớp sơn khó được đảm bảo. Nếu quản lý và chất lượng có vấn đề dẫn đến chất lượng sản phẩm không ổn định, sản phẩm làm lại hoặc phế phẩm cao, gây lãng phí và tăng giá thành, hiệu quả kinh tế thấp, gây khó khăn trong sản xuất. Vì vậy, có loại sơn tốt, thiết bị tiên tiến còn phải có công nghệ tiên tiến và quản lý tốt. Ba nhân tố trên có quan hệ mật thiết với nhau, tạo nên công nghệ sơn. Nó bao gồm đặc điểm các loại sơn và cách chọn lựa sơn, phương pháp xử lý trước khi sơn, phương pháp sấy khô màng sơn, quy trình công nghệ và quản lý sơn. Đánh giá chất lượng lớp sơn Chất lượng lớp sơn là nhân tố quan trọng khi đưa sản phẩm ra ngoài thị trường. Với bề ngoài ấn tượng sẽ làm mọi người chú ý, điều đó quyết định sinh mệnh của sản phẩm, thậm chí quyết định đến sự tồn tại của công ty. Trong môi trường cạnh tranh khốc liệt, đòi hỏi các công ty phải tuân theo sự quản lý hiện đại, quản lý sản xuất theo tiêu chuẩn hóa, theo sự phát triển của khoa học, các sản phẩm sơn phải xây dựng hệ đánh giá chất lượng tương ứng. Xây dựng hệ đánh giá chất lượng sơn, cần phải bao hàm các yếu tố sau: Tiêu chuẩn chất lượng sơn tiên tiến Phương pháp đo và quy phạm đo tiên tiến Hoàn thiện chế độ thao tác sản xuất sơn hợp lý Xây dựng đội ngủ quản lý và kiểm tra chất lượng Cuối cùng là nội dung quản lý của công ty bao gồm cả kiểm tra nguyên liệu ban đầu, kỹ thuật đo, công nghệ gia công. Quy định tiêu chuẩn chất lượng sơn Xác định tính năng lớp sơn: Sơn trước khi đưa vào kho cần kiểm tra và nghiệm thu để tránh sự cố sinh ra trong quá trình thi công sơn, gây tổn thất kinh tế. Trong đó có các hạng mục kiểm tra như: bề ngoài, độ nhớt, độ hạt, kiểm tra hàm lượng chất rắn. Xác định tính năng gia công sơn Đo tính năng màng sơn Các phương pháp sơn cơ bản Có nhiều phương pháp để gia công sơn căn cứ vào các điều kiện sau để chọn phương pháp gia công thích hợp Tính chất và chủng loại sơn Yêu cầu chất lượng sơn Thiết bị và công cụ nhà máy đang có Hình dáng, nguyên liệu, kích thước của bề mặt sản phẩm Mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm khác nhau. Vì vậy khi chọn trước tiên cần chú ý tới phương pháp có tính kinh tế cao nhất nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật đặt ra. Khi gia công sơn thường dùng các phương pháp sau: phun sơn có không khí, phun sơn cao áp không có không khí, phun tĩnh điện, nhúng tĩnh điện… Phun sơn không khí Nguyên lý Phun sơn không khí dựạ vào dòng khí nén do sự chênh lệch áp suất giữa dòng không khí nén đi qua vòi phun với bình phun chứa sơn, do đó sơn được hút ra trong bình, nhờ dòng không khí nén đưa đến vòi phun, sơn được xé tơi thành những hạt nhỏ bám đồng đều trên bề mặt sản phẩm. Đặc điểm Ưu điểm Hiệu quả cao mỗi giờ có thể phun được 150 - 200 m
, gấp 8 - 10 lần so với sơn quét. Độ dày màng sơn đồng đều, độ bóng bằng phẳng, bề ngoài đẹp. Tính thực dụng cao, có thể áp dụng cho các loại sơn, các loại vật liệu, các loại sản phẩm có hình dáng khác nhau, nơi nào có ít bụi là có thể sơn được, phun sơn là phương pháp được sử dụng rộng rãi đặc biệt khi gia công các loại sơn mau khô. Nhược điểm Sử dụng nhiều dung môi, khi làm việc dung môi bay hơi mạnh, làm ô nhiễm môi trường, gây độc hại, dễ cháy nổ…vì vậy khi làm việc phải có thiết bị thông gió tốt. Hiệu suất sử dụng thấp, thông thường chỉ khoảng 50% - 60%, những chi tiết nhỏ chỉ có 15% - 30%. Bụi sơn bay ra làm ô nhiễm môi trường, khi sản xuất lớn phải tiến hành trong buồng sơn chuyên dùng. 1.6.1.3 Thiết bị Thiết bị chủ yếu của phun sơn không khí là: máy nén khí, bình phân ly dầu khí, súng sơn, ống dẫn khí, bình chứa sơn… a. Máy nén không khí Áp suất không khí lớn nhất của máy nén là 0.7 MPa (không tải). Dung lượng của máy nén quyết định bởi lượng tiêu hao không khí súng sơn, cần phải đảm bảo áp suất phun sơn của súng sơn trong khoảng 0.35 - 0.6 MPa. Trong quá trình sử dụng, hằng ngày phải mở van xả nước của bình chứa khí, loại bỏ dầu và nước. Để đề phòng ảnh hưởng của dầu và nước trong máy nén đối với màng sơn, cần lắp thêm bình phân ly nước và dầu để làm sạch không khí. Hình 1.1 Máy nén không khí b. Thùng chứa vận chuyển sơn Khi sản xuất hàng loạt, cần lắp đặt thùng chứa vận chuyển sơn. Thùng chứa vận chuyển sơn kín có lắp máy khuấy, thiết bị trao đổi nhiệt, đầu vào không khí nén và bộ phận giảm áp, máy lọc và đầu ra. Thể tích bình chứa sơn khoảng 20 - 120 lít, áp suất gia công sơn khoảng 0.15 - 0.3 MPa (căn cứ vào số lượng súng sơn mà quyết định). Bộ phận trao đổi nhiệt đảm bảo nhiệt độ sơn không thay đổi, đảm bảo độ nhớt của sơn trong quá trình gia công không đổi. c. Súng sơn Súng sơn là bộ phận quan trọng nhất khi phun, theo phương thức mù hóa sơn có hai loại: hỗn hợp bên trong và hỗn hợp bên ngoài a b Hình 1.2: phương thức hỗn hợp của không khí nén với sơn a . Hỗn hợp bên trong b . Hỗn hợp bên ngoài 1 : không khí nén 2 : sơn Theo phương thức cung cấp sơn phân thành ba loại: kiểu hút, kiểu trọng lực, kiểu áp lực. Súng sơn kiểu hút nhờ dòng không khí cao tốc ở chỗ vòi phun sinh ra giảm áp, sơn được hút lên thành dạng sương mù, lượng sơn phun ra chịu ảnh hưởng của độ nhớt, tỷ trọng sơn và đường kính vòi phun. Vòi phun đường kính lớn, lượng sơn thoát ra nhiều nhưng nếu áp suất không đủ, tạo thành mù sơn không tốt. Thể tích bình chứa khoảng 1 lít, dùng cho sản xuất nhỏ. Bình chứa sơn của súng phun kiểu trọng lực lắp ở phía trên súng sơn, nhờ vào trọng lực chảy đến vòi phun và tác dụng giảm áp của dòng khí cao tốc. Do đó, lượng sơn thoát ra nhiều hơn súng phun sơn kiểu hút. Thể tích bình chứa sơn khoảng 200 -500ml, lượng sơn thoát ra nhiều nhưng dễ dàng chùi rửa. Nếu thay thế bằng thùng sơn ở vị trí cao có thể thỏa mãn phun sơn hàng loạt. Súng phun sơn kiểu áp lực, nhẹ, linh hoạt, lượng sơn phun ra có thể điều chỉnh dựa vào biên độ rộng áp suất thùng sơn, có thể làm việc khi có nhiều súng sơn, thỏa mãn yêu cầu sản xuất lớn.

1 2 3 Hình 1.3 Súng sơn 1: Súng sơn kiểu hút và trong lực 2: Súng sơn kiểu trong lực 3: Súng sơn kiểu áp lực Súng phun sơn tự động còn được gọi là rô bốt phun sơn thường được áp dụng ở các dây chuyền sơn tự động, nó được lập trình để thực hiện các thao tác phun một cách chính xác nhất cho chất lượng màng sơn tốt nhất. Hình 1.4 Súng phun sơn tự động 1.6.1.4 Phạm vi ứng dụng Phương pháp này được áp dụng đối với hầu hết các loại sơn. Thao tác phun dễ dàng cho người sử dụng. Chất lượng lớp sơn phụ thuộc vào tay nghề của người lao động. Phương pháp sơn này được sử dụng rộng rãi và phổ biến trong đời sống và sản xuất. Chủ yếu áp dụng ở các công ty, xí nghiệp vừa và nhỏ vì chi phí đầu tư trang thiết bị thấp. Phương pháp sơn này có hai phương thức: phun thủ công và phun tự động. Phun thủ công: được thao tác bởi nhân tố con người, thường được áp dụng cho sơn sửa chữa, sơn các chi tiết nhỏ, các công ty lắp ráp ô tô với số lượng nhỏ... Phun tự động: được sử dụng trong các buồng sơn chuyên dùng, được áp dụng trong các dây chuyền sản xuất hàng loạt với số lượng lớn. Vì phương pháp này không làm ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động, cho chất lượng lớp sơn tốt và đồng đều, năng suất hiệu quả cao. Phun sơn cao áp không có không khí 1.6.2.1 Nguyên lý Phun sơn cao áp là dùng bơm cao áp tăng áp suất của sơn lên 10 - 25MPa, sơn di chuyển với tốc độ 100m/giây, phun ra từ lỗ nhỏ đầu súng sơn, va đập mãnh liệt với không khí tạo mù sơn đến bề mặt sản phẩm. Tạo mù sơn không cần không khí nén nên gọi là phun sơn không có không khí. 1.6.2.2 Đặc điểm Ưu điểm So sánh với phun sơn không khí, phun sơn cao áp có những ưu điểm sau: Hiệu suất sơn cao, do lượng sơn cao áp thoát ra nhiều, hạt sơn phun ra có tốc độ cao, nên hiệu suất sơn cao gấp ba lần so với phun sơn không khí. Hiệu quả sơn che phủ rất tốt đối với chi tiết phức tạp. Bởi vì mù sơn không có dòng không khí nén, tránh những bộ phận như góc cạnh, khe hở vì có sự phản hồi của không khí mà bị che lấp. Có thể phun sơn có độ nhớt cao, thấp. Khi phun sơn có độ nhớt cao được màng sơn dày, giảm số lần gia công. Hiệu suất sử dụng sơn cao, ô nhiễm môi trường thấp. Bởi vì không có tác dụng khuếch tán không khí nên khi phun không có không khí sơn bay ra ít, phun sơn hàm lượng chất rắn cao dùng ít dung môi, lượng dung môi bay ra ít, vì thế cải thiện được ô nhiễm môi trường. Nhược điểm Nhược điểm của phun sơn cao áp không có không khí là: không thể điều chỉnh được lượng sơn phun và biên độ mù sơn. Ngoài việc thay thế vòi phun, chất lượng bề ngoài màng sơn thấp hơn phun không khí. Đặc biệt là không thích hợp gia công sơn trang trí mỏng. Thiết bị Thiết bị phun sơn cao áp không có không khí gồm: nguồn động lực, bơm xi lanh trụ, máy lọc, dây dẫn, súng sơn, bộ điều chỉnh áp suất và thùng chứa sơn Hình 1.5 Thiết bị phun sơn cao áp không có không khí 1: Bơm cao áp 2: Nguồn động lực 3: Thiết bị lọc ổn áp 4: Ống dẫn 5: Bình chứa sơn Hình 1.6 Máy phun sơn cao áp Nguồn động lực: Nguồn động lực bơm cao áp gồm các loại: máy nén không khí, dung dịch nén, máy xăng loại nhỏ… Bơm piston trụ: Bơm piston trụ là bơm cao áp, phân làm hai loại: loại chuyển động đơn và loại chuyển động kép. 1 2 Hình 1.7 Nguyên lý làm việc bơm cao áp đơn và kép 1: Đơn 2: Kép Bơm cao áp đơn chuyển động bằng động cơ, chỉ khi piston trụ di chuyển xuống phía dưới, sơn được đẩy ra, khi di chuyển lên, sơn được hút lên. Cấu tạo bơm đơn giản, giá thành rẻ nhưng độ bền thấp, khi sơn có độ nhớt cao, sơn được hút lên không tốt. Bơm cao áp dạng chuyển động kép, khi piston trụ chuyển động lên xuống đều phun ra sơn, lượng sơn phun ra bằng nhau nên gọi là bơm có hai tác dụng. Đặc điểm của nó là: chuyển động ổn định, biến động áp suất của sơn nhỏ, chi tiết bị mài mòn ít, thời gian sử dụng dài. Máy lọc ổn áp: Tác dụng ổn áp làm cho áp suất sơn ổn định. Khi piston trụ chuyển động lên xuống ở hai đầu là điểm chết, tốc độ bằng không. Ở điểm chết này không có sơn phun ra, áp suất sơn dao động không ổn định, thiết bị ổn áp làm giảm dao động này, nâng cao chất lượng lớp sơn. Thiết bị ổn áp là một cái ống ở dưới đáy sơn đi vào, đầu ra không có van đơn hướng cầu thép, khi sơn đi vào có áp suất nhỏ hơn áp suất trong ống, van đóng chặt. Thể tích của ống càng lớn, tác dụng ổn áp càng rỏ rệt. Thiết bị lọc và ổn áp ghép với nhau dùng để lọc dung dịch, đề phòng sơn làm tắc đường ống cao áp. Ống dẫn sơn: Yêu cầu ống dẫn sơn mềm, nhẹ, chịu ăn mòn dung môi và chịu cao áp trên 25 MPa. Ống chịu cao áp là ống mềm có hai lớp trong và ngoài là nilon hoặc politetra flovinyl, ở giữa là sợi thép không gỉ, ngoài ra còn có dây tiếp đất. Thông thường dùng ống trong khoảng 6 - 9mm, sơn có độ nhớt cao chọn ống có đường kính lớn, chiều dài 5 - 30m, không nên chọn ống dài quá để tránh tổn thất áp suất. 1.6.2.4 Phạm vi ứng dụng Phun sơn cao áp không có không khí: chủ yếu dùng để sơn chi tiết, sản phẩm có diện tích lớp như tàu biển, dầm cầu… ngoài ra còn sử dụng để sơn phần dưới của ô tô, do hiệu quả bám dính cao hơn phương pháp phun sơn không khí nhưng chất lượng sơn kém hơn vì vậy không dùng để sơn các lớp sơn trang trí yêu cầu chất lượng cao. Sơn tĩnh điện Hầu hết các nhà khoa học trên thế giới đều công nhận rằng: hiếm có một công nghệ sơn hiện đại nào được phát minh và đưa vào sử dụng phục vụ sản xuất, thay thế cho công nghệ sơn cũ mà cho chất lượng cao, vừa hạ giá thành sản phẩm nhưng chi phí đầu tư lúc ban đầu lại như công nghệ cũ, đó là sơn tĩnh điện. Hình 1.8 Nguyên lý phương pháp phun sơn tĩnh điện Phương pháp phun sơn tĩnh điện Nguyên lý Sơn tĩnh điện dùng nguyên lý các hạt tích điện dương và âm hút nhau, và các hạt điện tích cùng dấu đẩy nhau. Thiết bị sơn tĩnh điện dùng cực âm để nạp sơn, làm cho các hạt sơn đẩy nhau và biến thành dạng sương mù. Sau đó các hạt sơn này được hút vào bề mặt sản phẩm tích điện dương do tác dụng của lực điện trường. Đặc điểm Sơn tĩnh điện có những đặc điểm sau: Ưu điểm Hiệu suất sử dụng cao, các sản phẩm như đường ống, các chi tiết nhỏ, hiệu suất của sơn tĩnh điện trên 80% Bụi sơn bay ra ngoài ít, cải thiện điều kiện môi trường so với phương pháp phun sơn không khí bởi vì những hạt bụi sơn lân cận sản phẩm cũng được hút vào do lực hút tĩnh điện, còn phương pháp phun sơn không khí chỉ những hạt sơn nào tiếp xúc với sản phẩm mới bám dính được. Góc cạnh sản phẩm có độ dày nhất định, tính bảo vệ tốt, do hiệu ứng mũi nhọn ở góc cạnh, mật độ điện tích cao, màng sơn dày, do tác dụng sức căng bề mặt màng sơn khô vẫn có độ dày nhất định. Màng sơn có bề ngoài đẹp, năng suất cao, thích hợp với sản xuất tự động hóa. Nhược điểm Những chi tiết nhỏ có hình dáng phức tạp bị điện trường che khuất hoặc điện trường phân bố không đều, có thể sửa lại bằng phương pháp phun thủ công. Độ dẫn điện của sơn và dung môi kém, độ bay hơi của dung môi có yêu cầu đặc biệt, vì vậy khi sơn trên gỗ và chất dẻo phải dùng phương pháp đặc biệt mới có thể sơn tĩnh điện.