Elstatslackering, eller elektrostatisk lackering, är en appliceringsteknik som används för att öka effektiviteten när färg eller pulver appliceras på ett arbetsstycke. Genom att ge färgpartiklarna en elektrisk laddning och se till att detaljen är korrekt jordad skapas en elektrostatisk attraktion mellan färgen och arbetsstycket.
Det gör att en större andel av färgen kan hamna där den ska – på produkten – i stället för att bli översprutning och spill. Tekniken används inom såväl pulverlackering som olika former av våtlackering och kan bidra till både jämn ytfinish och bättre materialutnyttjande.
För industriföretaget är det intressanta därför inte elektriciteten i sig. Det intressanta är vad en väl fungerande elektrostatisk process kan göra för kvalitet, produktivitet, materialförbrukning och Total Cost of Ownership (TCO).
– En bra lackeringsprocess handlar inte bara om vilket färgsystem man använder. Appliceringstekniken har stor betydelse för både kvalitet och hur effektivt materialet utnyttjas. Elstat är ett bra exempel på hur rätt processteknik kan ge effekt på flera delar av totalekonomin, säger Urban Carlsson, vd, Laray AB.
Läs mer om industrilackering hos Laray AB: Industrilackering och ytbehandling för samhällsviktig industri
Vad är elstatslackering?
Grundprincipen är förhållandevis enkel.
Vid elektrostatisk lackering ges de finfördelade färg- eller pulverpartiklarna en elektrisk laddning. Arbetsstycket är jordat. Det elektriska fält som uppstår gör att de laddade partiklarna attraheras mot arbetsstycket.
Det skiljer processen från konventionell sprutlackering, där färgpartiklarnas väg i högre grad bestäms av sprutriktning, luftflöde och rörelseenergi.
Den elektrostatiska attraktionen kan därför bidra till att mer av färgen når arbetsstycket och mindre passerar förbi det. Inom lackering brukar man tala om överföringseffektivitet – alltså hur stor del av det applicerade materialet som faktiskt hamnar på produkten.
Hur fungerar elektrostatisk lackering?
Förenklat kan processen beskrivas i fyra steg:
- Färgen eller pulvret matas fram till appliceringsutrustningen.
- Partiklarna laddas elektriskt.
- Arbetsstycket är jordat och utgör målet för de laddade partiklarna.
- Den elektrostatiska attraktionen hjälper partiklarna att söka sig mot arbetsstyckets yta.
Det är här en av teknikens mest intressanta egenskaper uppstår: omslagseffekten, ibland kallad wrap-around effect.
Se Gracos video som demonstrerar omslagseffekten här
Färgpartiklarna behöver inte enbart träffa den yta som ligger rakt framför sprutpistolen. Det elektrostatiska fältet kan hjälpa partiklar att söka sig även mot andra exponerade delar av arbetsstycket.
Det betyder dock inte att färgen automatiskt når överallt. Detaljens geometri, jordningen, avståndet mellan pistol och arbetsstycke, materialegenskaper och processinställningar påverkar resultatet.
Varför används elstatslackering inom industrilackering?
Det finns framför allt fyra skäl.
1. Högre överföringseffektivitet
Ju större andel av färgen som hamnar på produkten, desto mindre material går förlorat som översprutning.
Det kan minska färgåtgången per producerad detalj och därmed påverka kostnaden för lackeringsprocessen.
Graco anger exempelvis att elektrostatiska sprutpistoler under gynnsamma förhållanden kan nå mycket hög överföringseffektivitet, men den faktiska nivån beror på bland annat utrustning, färgmaterial, detaljgeometri, jordning och operatörsteknik. Därför skulle vi på Laray inte sätta en generell procentsiffra på vad elstatslackering ”ger” i en verklig kundprocess.
2. Mindre översprutning och färgspill
När mer material överförs till detaljen minskar den andel som hamnar någon annanstans.
Det kan innebära mindre färgspill, mindre behov av rengöring och bättre resursutnyttjande.
Vid våtlackering kan lägre materialförbrukning dessutom innebära att mängden lösningsmedel och VOC som processen genererar kan minska, beroende på vilket färgsystem som används.
3. Jämn och kontrollerad applicering
Den elektrostatiska attraktionen hjälper färgpartiklarna mot arbetsstycket och kan bidra till en jämn beläggning.
Men här är processkunskapen avgörande. Elstat ersätter inte rätt pistolföring, rätt färgflöde, rätt lufttryck eller korrekt förbehandling.
Tvärtom fungerar tekniken bäst när hela lackeringsprocessen är optimerad som ett system.
4. Potential till högre produktivitet
Mindre spill och effektivare applicering kan innebära att rätt skikttjocklek uppnås med en effektivare process.
Det kan i sin tur påverka kapacitet och kostnad per detalj.
Elstatslackering och TCO – materialpriset berättar inte hela historien
Här blir tekniken särskilt intressant ur ett inköps- och produktionsperspektiv.
Färgkostnaden per liter eller kilo säger väldigt lite om den verkliga kostnaden för en ytbehandlad komponent.
Det relevanta är snarare:
Hur mycket färg går åt för att producera en godkänd detalj?
Total Cost of Ownership kan bland annat påverkas av:
- färg- eller pulverförbrukning
- kassation och omarbete
- rengöring och underhåll
- energianvändning
- processtid
- kapacitet
- kvalitet och repeterbarhet
- miljö- och avfallshantering.
En något dyrare färg eller process kan alltså ge lägre kostnad per färdig detalj om materialutnyttjandet och kvaliteten är bättre.
– Det är kostnaden för den godkända detaljen som är intressant. Inte bara vad färgen kostar eller hur snabbt man kan spruta. När vi diskuterar lackeringslösningar med kunder behöver vi se på hela processen, säger Urban Carlsson.
Läs också: Inhouse VR-programmering effektiviserar Larays process
Elstatslackering används vid både pulverlackering och våtlackering
Elektrostatisk teknik är inte en specifik lacktyp. Det är en appliceringsprincip.
Den används bland annat inom pulverlackering och våtlackering.
Elstat vid pulverlackering
Vid pulverlackering laddas pulverpartiklarna och appliceras på det jordade arbetsstycket. Den elektrostatiska attraktionen hjälper pulvret att fästa på detaljen innan det härdas i ugn.
Det är en grundläggande del av modern pulverlackering och bidrar till ett effektivt materialutnyttjande.
Elstat vid våtlackering
Även flytande färg kan appliceras elektrostatiskt. Här spelar bland annat färgens elektriska egenskaper en viktig roll. Graco framhåller exempelvis att färgens resistivitet behöver ligga inom ett lämpligt område för att laddningen och appliceringen ska fungera optimalt. Både lösningsmedels- och vattenburna färgsystem kan användas med elektrostatisk teknik, men utrustning och process måste vara anpassade efter färgsystemet.
Rätt jordning är avgörande vid elstatslackering
En av de viktigaste förutsättningarna för elektrostatisk lackering är samtidigt en av de lättaste att underskatta:
Arbetsstycket måste vara korrekt jordat!
Om kontakten mellan detaljen, upphängningen och jordningen försämras kan också den elektrostatiska attraktionen försämras.
Därför spelar exempelvis fixturer och hängteknik en större roll än man först kan tro. Beläggningar och färgrester på kontaktpunkter kan försämra jordningen, vilket i sin tur kan påverka processens effektivitet.
Graco betonar också att korrekt jordning av komponenterna i lackeringssystemet är viktig både för processens effektivitet och för elsäkerheten.
Detta är ett bra ställe för internlänk till Larays material om hängteknik/fixturer och färgborttagning.
Läs också: Färglösa lösningar ger ökad cirkularitet, Laray samarbetar med QStrip för färgborttagning
Faradays bur – när elstat inte når dit man vill
Elektrostatisk attraktion har också en begränsning som är viktig att känna till.
Vid djupa hörn, håligheter och komplex geometri kan laddade färgpartiklar i högre grad attraheras till de närmaste jordade ytorna och kanterna än till området längst in i fördjupningen.
Fenomenet brukar kallas Faradays bur-effekt eller Faraday cage effect, detta kan du läsa mer om här:
Faradays bur-effekt vid pulverlackering och elstatslackering – därför uppstår den
Resultatet kan bli att vissa områden är svårare att täcka.
Det är alltså fel att tänka:
”Ju mer elstat, desto bättre.”
Processparametrarna måste anpassas till detaljens geometri. I vissa situationer kan exempelvis spänningen behöva reduceras eller den elektrostatiska funktionen tillfälligt stängas av för att nå svåra områden.
Det här är också ett bra exempel på varför kompetensen hos industrilackeraren är minst lika viktig som vilken utrustning som finns i lackeringslinjen.
Läs mer om våra medarbetare Emelie och Marvin som jobbar som operatörer med inriktning industrilackering hos Laray
Vad påverkar resultatet vid elektrostatisk lackering?
För att få ut fördelarna av elstatslackering behöver flera delar fungera tillsammans:
Jordning: Detalj, upphängning och system måste ha rätt elektriska förutsättningar.
Detaljens geometri: Komplexa former, håligheter och djupa hörn kan kräva särskild processtyrning.
Avstånd: Fel avstånd mellan appliceringsutrustning och detalj kan försämra resultatet.
Färgmaterial: Vid våtlackering påverkar bland annat färgens elektriska egenskaper hur väl den lämpar sig för elektrostatisk applicering.
Luft- och färgtryck: För högt lufttryck kan öka turbulens och översprutning och därmed minska överföringseffektiviteten.
Renlighet: Färgansamlingar på exempelvis upphängningar kan försämra jordningen.
Operatör och processtyrning: Utrustningen kan inte kompensera för en process som är fel inställd. Operatörens teknik kan ha stor påverkan på överföringseffektiviteten.
Elstatslackering som del av en större ytbehandlingsprocess
Det är också viktigt att inte isolera själva lackeringen från resten av processen.
En bra slutfinish börjar långt innan färgen når sprutpistolen.
Material, konstruktion, kemisk förbehandling, rengöring, upphängning, färgsystem, appliceringsmetod och härdning behöver fungera tillsammans.
Läs mer: Kemisk förbehandling före lackering – grunden för hållbar industrilackering
En avancerad appliceringsmetod kan inte kompensera för ett dåligt förbehandlat underlag.
Det är därför Laray arbetar med industrilackering som en sammanhängande process, där valet av metod utgår från detaljens material, geometri, användningsmiljö och krav på funktion och finish.
Expertens råd: optimera processen – inte en enskild parameter
– Elstat är ett verktyg, inte ett mål i sig. Det intressanta är att hitta rätt kombination av förbehandling, färgsystem, applicering och processtyrning för just den detalj, produkt eller komponent som ska lackeras. Det är då man kan optimera både kvalitet och totalekonomi, säger Urban Carlsson.
Vanliga frågor om elstatslackering
Vad är elstatslackering?
Elstatslackering, eller elektrostatisk lackering, innebär att färg- eller pulverpartiklar laddas elektriskt och attraheras mot ett jordat arbetsstycke. Tekniken kan öka överföringseffektiviteten och minska mängden material som går förlorad som översprutning.
Är elstatslackering samma sak som pulverlackering?
Nej. Elstatslackering är en appliceringsprincip. Elektrostatisk applicering används mycket inom pulverlackering, men tekniken kan även användas vid våtlackering.
Vilka är fördelarna med elektrostatisk lackering?
Viktiga möjliga fördelar är hög överföringseffektivitet, mindre översprutning, bättre materialutnyttjande och god ytfinish. Det faktiska resultatet beror på detalj, utrustning, färgsystem och processinställningar.
Varför måste detaljen vara jordad?
Jordningen skapar de elektriska förutsättningarna för att de laddade färgpartiklarna ska attraheras mot arbetsstycket. Dålig jordning kan både försämra överföringseffektiviteten och innebära säkerhetsproblem.
Fungerar elstatslackering på alla detaljer?
Inte lika bra i alla situationer. Materialets elektriska egenskaper, detaljens geometri och jordningen påverkar möjligheten att utnyttja tekniken. Icke-ledande material kan exempelvis kräva särskilda lösningar.
Vad är Faradays bur-effekt?
Det är ett fenomen som kan uppstå när elektrostatisk färg ska appliceras i exempelvis djupa hörn och fördjupningar. Partiklarna attraheras då lättare till närliggande jordade ytor än till området längst in, vilket kan göra det svårare att få rätt täckning.
Så arbetar Laray med industrilackering
På Laray kombinerar vi erfarenhet av industrilackering, pulverlackering, våtlackering och kemisk förbehandling med kunskap om material, färgsystem, automation och processteknik.
Målet är inte bara att få färgen att fästa.
Målet är att skapa rätt yta för detaljens funktion, miljö och livslängd – med en process som samtidigt är stabil, repeterbar och ekonomiskt hållbar för våra kunder.
Behöver ni diskutera vilken lackeringsmetod eller process som passar era komponenter? Kontakta oss så tittar vi på förutsättningarna tillsammans.
