Akışkan Yataklı Daldırma Prosesinde Ön Isıtma Sıcaklık Kontrolü

Arka Plan Giriş

Akışkan yataklı daldırma işleminde , iş parçasının ısı kapasitesi, termoplastik tozu eritmek ve istenen kaplama kalınlığını ve kalitesini elde etmek için kullanılır. Bu nedenle, iş parçasının uygun ön ısıtma sıcaklığının belirlenmesi çok önemlidir. Ön ısıtma sıcaklığı, termoplastik tozun erime sıcaklığından biraz daha yüksek olmalıdır. Çok yüksek olursa, aşırı kalın kaplamalar veya polimer reçinesinin çatlaması nedeniyle akış kusurları oluşabilir ve bu da kabarcıklanma, sararma veya yanmaya yol açabilir. Tersine, çok düşük olursa, yetersiz erime, daldırma hedeflerini karşılayamayan, yüzeyde çukurlaşma veya eksiklik içeren ince kaplamalara yol açacaktır.

Genel anlamda iş parçasının ön ısıtma sıcaklığı, malzemesi, boyutu, şekli, termoplastik toz performansı, gerekli kaplama kalınlığı, ısıtma süresi ve daldırma süresi gibi faktörlerden etkilenir. Ancak pratik işlemlerde iş parçalarının kalınlık, boyut ve şekil bakımından önemli ölçüde farklılık göstermesi, ön ısıtma sıcaklığının niceliksel olarak belirlenmesini zorlaştırır.

Akışkan yataklı toz daldırma işlemi sırasında iş parçaları için uygun ön ısıtma sıcaklığını araştırmak amacıyla , kendi tasarladığımız ve ürettiğimiz otomatik akışkan yataklı daldırma sistemini kullanıyoruz. Bu sistemi, trafik izolasyon çitleri, bahçe ve belediye binası korkuluk koruma ağları, buzdolabı rafları, alışveriş rafları, yetiştirme kafes ağları, yaylar ve çelik borular gibi çeşitli ürünlerin farklı termoplastik tozlar kullanılarak üretilmesindeki deneyimimizle birleştirerek, deneyler daldırma işlemini optimize etmek için teorik bir temel ve metodoloji sağlamaktadır.

Deneysel Yöntemler

1. Örnek Hazırlama

Numuneler esas olarak çubuk şeklindeki çelikten oluşmakta olup bazıları bakır ve alüminyumdan yapılmış olup çapları 0.8, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0, 12.0, 14.0, 16.0, 18.0'dir. , 20.0

2.Termoplastik Toz

Deneyde ağırlıklı olarak LDPE termoplastik tozu kullanıldı. PVC, PA ve diğer tozlar da teste tabi tutuldu.

3. Süreç

Ön işlem → ön ısıtma → toza daldırma → son ısıtma (kürleme) → soğutma

4. Kaplama Kalitesi

Söz konusu numuneler çeşitli termoplastik tozlara daldırılırken farklı ön ısıtma sıcaklıkları uygulanmış; düşük sıcaklıkta kürleme ve düzeltme işlemlerinden sonra kaplama kalitesi değerlendirilmiş ve Tablo 1, Tablo 2 ve Tablo 3’te kayıt altına alınmıştır.

Etkileyen Faktörlerin Analizi

Deney sonuçlarına dayanarak ve Tablo 1, Tablo 2 ve Tablo 3'te sunulan verilerle birlikte, şekilde gösterildiği gibi her numune için optimum ön ısıtma sıcaklığı değerini temsil edecek bir eğri çizildi.

Termoplastik Tozun Etkileri

İş parçasının ısınma eğrisi yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi farklı toz reçinelere göre değişir. Polietilenin yumuşama noktası (80 – 90°C) ile erime noktası (105 – 130°C) arasındaki geniş aralık nedeniyle (PE)300°C'lik çatlama sıcaklığının yanı sıra iş parçası için daha yüksek bir ön ısıtma sıcaklığı gerekir. Sadece 360°C'yi aşan sıcaklıklarda uzun süre ısıtıldığında kaplamada sararma meydana gelir.

Polivinil klorür(PVC) belirgin bir erime noktasına sahip değildir ancak 130°C'de yumuşamaya başlar ve 180°C'de akabilir. 200°C'nin üzerinde ayrışmaya başlar, hidrojen klorürü, dumanı açığa çıkarır ve burun kokusu yayar. Sıcaklıktaki hafif artışlar veya daha uzun maruz kalma süreleri, yavaş yavaş kaplamanın sararmasına ve kararmasına neden olur. Gibi PVCErime sıcaklığı bozunma sıcaklığına yakın olduğundan, iş parçasının ön ısıtma sıcaklığı üzerinde daha sıkı kontrol gereklidir.

Poliamid (PA) kaplamalar (tipik olarak naylon 1010, naylon 11, naylon12) 180 ila 230°C arasında değişen bir erime noktasına ve 300°C'yi aşan termal ayrışma sıcaklıklarına sahiptir; ancak erime ve ayrışma sıcaklıkları arasındaki aralık dar kalır. Naylon daldırma genellikle hızlı soğutma gerektirir ve ön ısıtma sıcaklığının kontrol edilmesi zorlayıcıdır.

İş Parçası Kalınlığının Etkisi

Teoride, iş parçasının ön ısıtma sıcaklığı, tozun kürlenmesini ve metal yüzeyde birikmesini kolaylaştırmak için tozun erime sıcaklığından biraz daha yüksek olmalıdır. Ancak, deneysel sonuçlar farklı çap ve kalınlıktaki iş parçaları için ön ısıtma sıcaklıklarında önemli farklılıklar olduğunu göstermektedir. Bu, daha kalın iş parçalarının daha büyük ısı kapasitesine atfedilir, bu da ısıtmadan sonra verimli ısı dağılımını engeller ve fırından toz tankına transfer sırasında minimum sıcaklık değişikliklerine yol açar. Sonuç olarak, daha kalın iş parçalarına yüksek bir ön ısıtma sıcaklığı uygulanamaz; bunun yerine, daha uzun süreler boyunca daha düşük sıcaklıklarda ısıtılmaları gerekir. Tersine, daha küçük iş parçaları daha düşük ısı kapasitelerine sahiptir ve ısıyı hızla dağıtır, bu da etkili toz reçine eritme için daha yüksek ön ısıtma sıcaklıkları aracılığıyla "termal şok etkisinin" kullanılmasını gerektirir. Ultra ince iş parçalarının ısı kapasitesi minimumdur ve yüksek sıcaklıklarda bile tam kaplama yapışması elde etmek zorlaşır.

Farklı çap veya kalınlıktaki malzemelerden yapılan iş parçaları için, ön ısıtma sıcaklıkları belirlenirken kapsamlı bir şekilde dikkate alınmalıdır; en düşük sıcaklığın, uygun bir üst limit seçilerek daha kalın bölümlerde sararmayı önlerken en ince alanlarda tam kaplama kaplamasını garanti etmesi sağlanır.

İş Parçası Malzemesinin Etkisi

Yukarıda bahsedilen test iş parçalarının çoğu düşük karbonlu çelikten yapılmıştır. İster karbon çeliği ister alaşımlı çelik olsun, farklı çelik türleri için ön ısıtma sıcaklığının etkisi minimum düzeydedir. Bakırın ön ısıtma sıcaklığı çeliğinkine benzer ancak biraz daha yüksektir. Alüminyum hızlı ısı iletimi ve dağılımına sahiptir, bu nedenle ön ısıtma sıcaklığı daha yüksek olmalıdır.

İş Parçası Şeklinin Etkisi

Çeşitli şekillerdeki iş parçaları üzerinde de deneyler yapıldı; katı parçaların daha yavaş ısı depolama ve yayılma oranları sergilediğini, boru şeklindeki bileşenler gibi kapalı içi boş parçaların da daha düşük ısı dağılımı sergilediğini ortaya çıkardı. Bunun tersine, ağ ve ince parçalar en hızlı ısı kaybını yaşar. Isı depolama ve dağılma hızı öncelikle iş parçasının hacim/yüzey alanı oranıyla belirlenir. Bu nedenle ön ısıtma sıcaklığının iş parçası şekline uygun bir katsayıya göre ayarlanması gerekir. Bu alanda daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

Sonuç

1. İş parçasının ön ısıtma sıcaklığı, akışkan yatağa daldırma sırasında kaplama kalitesinin belirlenmesinde en kritik faktördür.
2. İş parçasının ön ısıtma sıcaklığı öncelikle çapına veya kalınlığına göre belirlenir ve kılavuz olarak Şekil 1'e bakılarak belirlenebilir.
3. Farklı toz reçineler, farklı erime noktalarına ve ayrışma noktalarına sahiptir; daldırma işlemi belirlenirken bunların tamamen dikkate alınması gerekir.
4. İş parçasının malzemesi ve şekli de gerekli ön ısıtma sıcaklığını etkiler ve bu, bir düzeltme faktörü kullanılarak telafi edilebilir.

İlgili Mesajlar:

Daldırma Amaçlı Termoplastik Toz Termoplastik Kaplama Prosesi Naylon Toz Elektrostatik Sprey Kaplama Prosesi Termoplastik Toz Boya Prosesi Nedir? Termoplastik Kaplama Daldırma İşleminde İş Parçası Nasıl Düzgün Asılır?