Порошковая покраска. Печь
Вот и добрались до описания печи полимеризации.
По факту, любая печь - это теплоизолированный объем с системой нагрева. Каждый делает печь исходя из опыта и поставленных задач.
Сразу представлю нашу кормилицу. Для привлечения вниманию пришлось освоить фотошоп и запустить её в небо.
О порошковой покраске я узнал от друзей, которые уже начали строить свою печь. Поработав с ними какое то время, я составил личное представление об удобной конструкции печи для моих задач.
Ради экономии денег и времени никаких сложных систем подвесов и транспортной линии я решил не делать. Диски, велорамы, рычаги вполне нормально переносить руками. Главное следить за чистотой одежды и подвесов, что бы с них ничего не падало.
Для себя я сразу определил несколько моментов:
1. Рабочий объем должен быть широким и высоким, но не глубоким. Ограничения чисто физические и исчисляется тем расстоянием до которого можешь спокойно дотянуться рукой держа покрашенную деталь. Есть глубокие печи, но уже нужна система подвижных подвесов. Высота и ширина нужна для крупногабаритных вещей. У меня рабочая область получилась 1700 х 1700 х 700 мм.
2. Наличие двух дверей. То есть одна дверь на пол печи и вторая на вторую половину. Каждое открытие двери - это потери тепла, поэтому для загрузки небольших изделий достаточно открыть только одну половину. Плюс экономия, так называемого, объема обслуживания - можно оставить меньше места перед печью.
3. Возможность крепления подвесов на двух уровнях.
Вот и весь чертеж, что был.
Металлоконструкцией занимался мой друг, поэтому никаких фото нет. По сути там все просто. Из уголков был сварен прямоугольный каркас, обшиты внешние стенки, проложены 150 мм утеплителя и приварена внутренняя обшивка.
В качестве утеплителя использована изоляция Rockwool Лайт Баттс Скандик 50 мм. Не используйте изоляцию с прослойкой фольги!!! Через нее может проскочить замыкание.
Изначально я планировал внутренние листы обшивки крепить к каркасу на клепки, но их приварили. А на "пол" приварили достаточно толстый лист металла. Вот здесь и открылись многие подводные камни. Перепад температур получается очень большим: от уличной температуры до +180/+210 градусов Цельсия. Физику никто не отменял, а, соответственно, и температурных расширений металла - все листы обшивки начинают изгибаться и идти волной.. Стенки сделаны из тонкого металла, поэтому с ними проблем нет. А вот толстая плита внизу спокойно изгибается примерно на 1 см и рвет сварку, которой прихвачена по периметру (точечные прихватки). По итогу она оторвала лишнюю сварку и все.
Та же проблема была с внутренними листами обшивки двери. Но кроме повреждений собственных креплений они отрывали сварку петель. Петли пришлось подваривать в соответствии рабочей температурой. Это привело к появлению щелей между дверьми и остальным каркасом. Пришлось по внутреннему периметру дверей крепить уплотнение. В качестве уплотнения использовали медицинскую силиконовую трубку.
Так же со временем температурные расширения оторвали замок дверей. След от него виден на небесной фотографии. Новый замок мы так и не сделали, поэтому в двери просто подпираются деревянной палкой. Кстати, очень технологично, позволяет одним движением ноги отворить дверь и в то же время можно очень плотно их закрыть и температурные расширения не страшны.
Так что учитывайте расширение металла внутри печи.
НО! Наличие толстых листов очень сильно уменьшает температурные колебания внутри печи. То есть этот металл аккамулирует много тепла и когда открываешь двери на какое то время и потом закрываешь, то температура внутри быстро восстанавливается до нужного значения. Наверняка, в термодинамике есть специальный термин для этого, но я называю это инерцией печи. Во-первых, потом меньше работы тэнам, а значит и затраты электричества. А во-вторых, лучше получается покрытие. Краска начинает запекаться при определенных температурах самого изделия. То есть нагревается металл изделия, при определенной температуре краска становится желеобразной, а при дальнейшем нагревании затвердевает. И если нагрев происходит слишком медленно, то это может способствовать появлению подтеков.
В предыдущей печи меньшего объема, что бы понизить эту "инерцию" пришлось класть дополнительные куски железа.
Перейдем к электрике. Ну тут все просто. В качестве нагревательных элементов используются U-образные тэны мощностью по 2 кВт. Есть специальная формула расчета, но в среднем надо 4 кВт на 1 куб. У меня меньше 4 кубов и хорошая изоляция - взял 12 кВт, то есть 6 тэнов. Первый нагрев до 180 градусов занимает минут 10-15, после закладки деталей возврат к 180 происходит в среднем за 1-2 минуты.
Питание от сети 380 В, подключение тэнов по схеме "звезда" (два тэна на фазе параллельно). Подачей тока управляют твердотельные реле. Одна твердотелка на одну фазу. Использовал реле ТТР HD-4044.ZD3. Ставились на алюминиевые радиаторы.
Управляет твердотельными реле ОВЕН ТРМ251. Самое важное, что это ПИД-регулятор. То есть на заданное значение температуры он будет выходить плавно и держать её. Это достигается за счет того, что благодаря твердотельным реле питание на тэны начинает подаваться импульсно при подходе к заданному порогу. Чем ближе к 180 градусам, тем реже и короче импульсы. При этом в регуляторе есть автонастройка под систему. То есть он сам подстраивается под вашу печь (под её термодинамические характеристики). Это позволяет плавно держать температуру внутри объема и избегать перегревов краски, что может привести к печальным последствиям.
Единственное, я долго не мог все запустить как надо, потому что в настройках стоял не тот тип термопары (уже и не помню какая у меня там). Так же тогда не мог разобраться по какому принципу срабатывают релейные выходы. как раз под них предназначались неподключенные лампочки. Если кто объяснит в комментах - буду очень признателен.
ТРМ и реле заказывал через дистребъютеров на официальном сайте ОВЕН. Всю остальную электрику брал на авито - это выгодно.
Я там еще предусмотрел вентиляцию шкафа, но по факту ничего не греется. Летом в самую жару только радиаторы немного нагрелись.
По настройке выставлены несколько режимов 180 градусов, 200 и 220. Во всех режимах минимальное время выхода на температуру и максимальное время работы. Включается и выключается все просто отключением питания.
В единичном производстве нет смысла выстраивать какие то сложные схемы нагрева. Просто заданная температура и постоянная работа. Время запекания засекается вот этим икеевским таймером.
Ну вот вроде бы и все.
Если интересна тема печей, то могу написать как делают печи на более профессиональном уровне. Могу написать про ребят, которые занимаются в Питере серийным производством подобных печей, только более технологичных. Я с ними уже разговаривал и они не прочь рассказать о своих печах.
P.S. Готовлю серию видео о порошковой покраске и экспериментах с ней. Уже отснял покраску НЕметаллических изделий (такое можно делать за счет спец составов) и сейчас монтирую. Так же пожертвовал капот своих жигулей, что бы ответить на вопрос о покраске машины порошковой краской. В планах сверить прочность покрашенных и не крашенных литых дисков (по слухам они становятся мягкими). А так же общие видео про технологию.
Так что в комментах можете высказать пожелания того, что вам может быть интересно посмотреть (как красят, что красят, какой результат).